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沥青基碳纤维性能与生产工艺基本原理
发布人:裕丰碳纤维 发布时间:2018-05-15 11:22 阅读量:

   一般来说,通用沥青基碳纤维比较便宜,但高性能沥青碳纤维却很贵!通用级沥青碳纤维的性能较低,但高性能沥青基碳纤维具有超高的模量。当然,制备两类沥青基碳纤维的难度都很高。今天就从沥青基碳纤维的制备和沥青基碳纤维的应用两个方面来了解。

  首先从谈谈沥青基碳纤维的制备吧,要制备沥青基碳纤维首先得要有沥青吧,那么什么样的沥青基适合制备碳纤维呢?这个问题就是沥青基碳纤维的第一个难点,因为沥青基是一种以稠环芳烃为主混合物,有一些组分是不溶的,所以很难准确地测出它的分子量、分子量分布,更难准确地表征其分子结构。因此就相关人员就规定选择沥青基的标准!

  通常,能制备碳纤维的沥青基要满足以下几个要求:1、合适的黏度,在纺丝条件下黏度一般在10pa.s以下,并且比较稳定,随温度的波动不能有太大的变化;2、能够拉丝;3、灰分、杂质含量低;4、适当的氧化活性。在这几个条件中,前3个条件主要影响纺丝过程,决定了沥青是不是能制备出纤维,第4个条件对后处理过程有很大影响。

  了解了对沥青的基本要求后,下一步就可以着手制备沥青了,但是用什么原料制备沥青呢?通常用3类原料,煤系、石油系和纯化合物系。前两个原料通常是煤化工、石油化工的副产物,如:煤焦油、石油渣油等,纯化合物主要是萘和甲基萘。

  准备好材料接下来就是制备方法了。沥青的制备的方法也与原料有关,不是所有原料都可以用一种方法的,以煤系和石油系为原料,通常采用热缩聚的方法,有时也会结合溶剂萃取工艺,有时也有采会用加氢工艺。而以萘和甲基萘为原料主要采用催化法。

下面给大家看看制备沥青的几个工艺流程图:

 

 

 

这是热缩聚工艺制备中间相沥青的工艺。

 

 

  通过上述方法可以制备出两种类型的沥青:各向同性沥青和各向异性沥青(也叫中间相沥青),由于沥青分子是以稠环芳烃结构为主,分子是呈片状结构,当片状结构尺寸足够大时,就会产生片层的堆积,形成液晶结构,这时就出现光学各向异性的特征,也就是形成了中间相。相反,如果沥青分子的尺寸不够大,或者有较多的支链或烷基结构时,就不能形成液晶,表现为光学各向同性的特征,形成的是各向同性沥青。

 

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