Quy trình sản xuất sợi tiền thân sợi carbon là một quy trình phức tạp và rắc rối, quyết định trực tiếp đến hiệu suất và chất lượng của sản phẩm sợi carbon cuối cùng.
Chuẩn bị nguyên liệu thô
Nguyên liệu thô chính cho sợi tiền thân sợi carbon là monome acrylonitrile; Ngoài ra, các comonomer (chẳng hạn như axit itaconic, metyl acrylate, v.v.) phải được kết hợp để tăng cường các đặc tính của sợi. Trong giai đoạn chuẩn bị nguyên liệu thô, monome acrylonitril trải qua quá trình tinh chế để loại bỏ tạp chất và độ ẩm, từ đó đảm bảo độ tinh khiết của nguyên liệu thô. Đồng thời, dựa trên yêu cầu sản xuất, các monome và chất phụ gia khác nhau được cân và-trộn trước một cách chính xác để chuẩn bị cho phản ứng trùng hợp tiếp theo.
Polyme hóa
Phản ứng trùng hợp là bước cốt lõi trong quá trình sản xuất sợi tiền chất sợi carbon. Trong giai đoạn này,-các monome và chất phụ gia đã trộn sẵn được đưa vào lò phản ứng trùng hợp; dưới tác dụng của chất xúc tác, phản ứng trùng hợp-gốc tự do sẽ diễn ra để tạo ra polyme polyacrylonitrile (PAN). Các điều kiện của phản ứng trùng hợp-chẳng hạn như nhiệt độ, áp suất và thời gian phản ứng-có tác động đáng kể đến trọng lượng phân tử, sự phân bố trọng lượng phân tử và cấu trúc của polyme. Vì vậy, điều kiện phản ứng phải được kiểm soát chặt chẽ để đảm bảo tính ổn định của tính chất polyme.
Quay
Kéo sợi là bước quan trọng trong việc chuyển đổi polyme polyacrylonitrile thành sợi. Các phương pháp kéo sợi chính được sử dụng là kéo sợi ướt và kéo sợi khô. Trong kéo sợi ướt, dung dịch polyme được ép đùn qua máy trộn vào bể đông tụ; dung môi trong dung dịch nhanh chóng khuếch tán vào bể, làm cho polyme đông cứng lại thành sợi. Trong kéo sợi khô, dung dịch polyme được đùn qua máy kéo sợi thành dòng khí nóng; dung môi bay hơi và polyme đông cứng lại thành sợi. Trong quá trình kéo sợi, các thông số như hình dạng và kích thước của các lỗ của máy kéo sợi cũng như tốc độ kéo sợi phải được kiểm soát cẩn thận để thu được các sợi có hình dạng và kích thước mặt cắt ngang mong muốn.
xử lý hậu kỳ
-Xử lý sau tạo thành giai đoạn cuối cùng trong quá trình sản xuất sợi tiền chất sợi carbon, bao gồm các bước như rửa, kéo căng, sấy khô và cuộn dây. Quá trình giặt nhằm loại bỏ dung môi còn sót lại và tạp chất trên bề mặt sợi; việc kéo dãn được thực hiện để tăng cường khả năng định hướng và độ kết tinh của sợi, từ đó cải thiện tính chất cơ học của nó; sấy khô giúp loại bỏ độ ẩm từ sợi để ngăn ngừa sự hình thành nấm mốc trong quá trình bảo quản; và đánh ống bao gồm việc cuộn các sợi khô vào suốt chỉ để tạo thuận lợi cho quá trình xử lý và sử dụng tiếp theo.
