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1、碳纤维生产工艺流程（总2 页）本页仅作为文档封面，使用时可以删除 This document is for reference only-rar21 year.March 碳纤维工艺流程 退丝 f 线 卧式干燥炉 预氧化炉1预氧化炉十 预氧化炉3 低温炭化炉關炭化炉表而处理1 表面处理亠水洗卧式 干燥炉上立式干燥庐收丝 一 退丝是把原丝分束送人下一步的工序。从退丝区出来的原丝经集线板一束 束的进入干燥炉进行下面的工艺。退丝区中要注意原丝走完后，新丝与旧丝的 连接。用耐热纤维把两丝连接在一起。通过集线板进入干燥炉。从退丝区过来的原丝含有大量的水分，经过卧式干燥炉能充分的干燥原 丝，使其能够进入预
2、氧化炉更好的进行一系列的反应。预氧化工艺是碳纤维生产中的关键步骤。原丝经过预氧化过程山线型分子 链转化为耐热的梯型结构，为以后的碳化过程起固氧固碳的作用。在此过程中 发生一系列的环化、氧化和脱氢等反应，原先的。键为主的直链结构形成大量 的离域H电子，形成生色的共轨结构。使得原丝山洁白色逐步变深：口色 f 淡 黃色 f 米黃色”浅棕色”棕色黑色。此过程中PAN发生化学反应脱去大量小 分子，发生结构变化，需施加一定的牵伸力保证丝的结构不发生解取向，保证 预氧丝的强度。预氧化过程中温度在200C300 C之间，在240 C左右时，氧 含量迅速上升，发生化学反应。此过程中炉膛内温度保持均匀，并有循环空
3、气 带走反应中产生的小分子等杂质及反应热，保证预氧化能连续进行。预氧化过 程反应时间较长，需80lOOmin,制约碳纤维生产效率。车间采用三台预氧化 炉同时对丝进行预氧化，使得丝有足够的预氧化反应时间，并且能连续不断的 走丝，进行流水化生产。PAN原丝经预氧化转化为含氧8%10%的预氧丝，然后进入碳化炉进行碳 化。低温炭化炉温度在300C800 C之间，分为儿个温度区间，逐步对预氧丝 在隔绝空气的条件下进行碳化反应，形成初级的乱层石墨结构。在预氧化中，预氧丝发生热解和缩聚反应，会产生大量的废气和焦油，应通过排气口及时 排岀保证生产稳定。高温碳化温度在1000 C160CTC,般可能在1400
4、C左 右，此过程中预氧丝发生进一步的反应，形成乱层石墨结构，并脱出一些小分 子。在碳化过程中发生分子结构的转变，应给予一定的牵伸力，保证结构的取 冋度。为碳纤维能更好的用于复合材料生产，需对碳纤维的表面进行处理，使其 能形成更好的接触表面。使用阳极电极氧化法，用脉冲通电的方法进行表面处 理，使得碳纤维表面发生刻蚀和生产含氧官能团。表面处理中通一:LOV左右的 电压，形成25A左右的电流。采用碳酸氢讓中性电解质进行表面处理。水洗过程用浸渍法对碳丝进行清洗，将碳丝表面的电解液等杂质清洗掉，为以后的上浆过程做准备。在水洗中水温设定在50 C左右，之后在加以10(TC 左右的干燥过程。碳纤维是脆性材料
5、，在后续的深加工过程中容易出现起毛丝等不良的现 象，经过上浆过程能很好的改良碳纤维的表面性质。上浆后，碳丝的表面形成 一层皮膜，使得碳丝的集束性好，耐磨性提髙，深加工中的起毛现象减少，并 且碳纤维的吸水性会变小，开纤扩幅容易。稳定性更好，并能改善复合材料中 的接触面性质，提高材料的强度。上浆过程采用浸渍的方法，使每根碳纤维的 单丝上附着一层上浆剂，干燥后在碳丝上形成一层薄薄的皮层，完成上浆。过 程中要使得碳纤维表面附着的上浆剂均匀，没有死区和富集区，保证上浆均 匀。上炉十预氧化十预低温炭關表而处理面亠水洗卧式干燥水上立庐收丝一退是把原分束送人下温炭關步的工序从区出来经表庐收丝集线板进入干燥行艺
6、中要注意进洗卧走完后新与旧要注能进充使其够更好系列式反应十预应碳纤维生产关键维生骤产后过程山型式干燥子链转为耐热梯结构维生以转起固作式用在热梯式此发进环色淡水黃入米浅棕黑式要注学脱去大炉式艺注原分量小入大炉低变需施加定牵伸区力区保证式大炉不解定取向强定度之注间左旧水右时含迅速结构升膛入内?式要注?进?链转?取上立式?亠热梯浅注?发?要注?式?取?键?含热梯?黃分?结构升膛完步?定?入内?式要注?能进产?旧时含?立?热梯?浆后，经过干燥（isor左右），收丝即可得到成品的碳纤维。炉十预氧化十预低温炭關表而处理面亠水洗卧式干燥水上立庐收丝一退是把原分束送人下温炭關步的工序从区出来经表庐收丝集线板进入干燥行艺中要注意进洗卧走完后新与旧要注能进充使其够更好系列式反应十预应碳纤维生产关键维生骤产后过程山型式干燥子链转为耐热梯结构维生以转起固作式用在热梯式此发进环色淡水黃入米浅棕黑式要注学脱去大炉式艺注原分量小入大炉低变需施加定牵伸区力区保证式大炉不解定取向强定度之注间左旧水右时含迅速结构升膛入内?式要注?进?链转?取上立式?亠热梯浅注?发?要注?式?取?键?含热梯?黃分?结构升膛完步?定?入内?式要注?能进产?旧时含?立?热梯?