原丝是制备机能优良的碳纤维的要害。碳纤维板补强单向板材,其成型工艺是将碳纤维浸渍树脂后在模具内固化并连续拉挤成型。采用优质碳纤维原料与良好基本树脂,碳纤维板材具有拉伸强度高、耐腐蚀性、抗震性、抗冲击性等良好性能。碳纤维板制成的碳纤维单向板材能充分发挥碳纤维的强度和弹性模量,在施工时可免除碳纤维单向织物的树脂固化阶段,强度利用效率高,施工方便。影响原丝机能的因素有:分子量、分子量散布、缺点、原丝环化反应的初始温度等。这些都可能在聚合进程中通过调节工艺前提,使其达到最佳化。制备PAN共聚物的聚合方法重要有两种,
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A、溶液聚合;b.悬浮聚合。
溶液聚合是比较成熟的制备PAN聚合物的一种方法,在民用PAN制备中普遍利用。
碳纤维复合材料经过一系列热处理转化而成,含碳量高于90%的无机高性能纤维,是一种力学性能优异的新材料,具有碳材料的固有本性特征,又兼备纺织纤维的柔软可加工性,是新一代增强纤维。它的优点是制备的PAN原丝牢固化环化温度低,而且原丝分子缺点少。另外,除去未反应的丙烯腈单体的溶液可直接作为增加剂利用。溶液聚合的毛病是有时须要利用有机溶剂、PAN共聚物分子量较低,影响终极碳纤维的力学机能。
溶液聚合常用的溶剂有硫氰化钠(NaSCN)浓水溶液、硝酸(HNO3)、二甲基亚砜(DMS0)、二甲基甲酰胺(DMF)等。常用的引发剂为偶氮类引发剂(如偶氮二异丁腈,偶氮二异庚腈)。聚合反应的影响因素有很多,如引发剂浓度、单体浓度、聚合温度、聚合时光、介质的pH值、杂质等。引发剂浓度增加,聚合反应速度增加,但聚合物分子量降落。当聚合体系的温度升高时,供给反应体系的能量就增加,使引发剂分解速度加快,全部体系的反应总速度增加,但产物的均匀分子量降落。聚合时光太短,反应热来不迭开释出来,单体转化率较低;聚合时光太长,则会使生产才干降落。随着聚合时光的增加,大分子的分子量逐步降落,分子量散布变宽,转化率诚然有所回升,但到最后进步不是很多。介质的pH值较小时对聚合物转化率跟聚合物黏度都有较大影响。聚合体系中的杂质对聚合的影响最后都会导致转化率跟均匀分子量降落
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