中间相沥青碳纤维制取,结构与性能.pdfVIP

维普资讯 第 l6卷 第 6期 台 成 圩 维 工 业 V01．16 No．6 1993年 12月 SYNTHETICFIBER INDUSTRY Dec． 1993 中间相沥青碳纤维制取、结构与性能 厂 ‘ 一 盟 T Lf ．7q (天津纺规工学院 ， 300160) A 阐述了中町『相沥青黛奸维的制取过程以厦结构与性蓖的关幕，井与其他前_驱体碱鲆维进 行了比较．以I嘲能成功御取睐超高摸量以外的优异力学性帕的中问相橱青礤鲆维． 美麓词：皇塑塑塑童 曼墅堡悭 扯 琏芝 l 中间相沥青碳纤维制取 1．2 纺 丝 。 由中间相沥青制取高性能沥青碳纤维的 中间相沥青纺丝的方法有多种 ，通过多 基本工序为沥青调制 ，纺丝 ，不熔化处理 ，碳 孔喷丝板的熔融挤出纺丝是制取碳纤维长丝 化处理 (若 需要还需进行石墨化处理)。 的较好方法。一般认为纺丝合适的粘度是 1 l_1 中间相沥青调制 ～20Pa·s．而达到该粘度时的纺丝温度 ．将 中间相沥青调制方法主要分为两类。一 随两相乳液中中间相含量的不同而变化 ．中 为各 向异性沥青 (A)．是 由各向同性沥青及 间相含量多则纺丝温度高。如含55 ～65 向列型液晶沥青组成。向列型液晶在室温下 (BI)的中问相沥青，粘度 由3Pa·s提高到 6 不溶于任何溶剂。二为各向异性沥青 (B)，这 Pa·s，则纺丝温度 由340℃提高到380℃，卷 是改性的中间相沥青，其结构及溶解度、软化 绕速度一般为 3～1000m／rain，所得纤维直 点、光学等性能都与各向异性沥青 (A)不同。 径在 10~20 1．由于纺丝温度、熔体流动状 中间相沥青及新中间相沥青属各向异性沥青 态 、喷丝孔结构等不同，纤维径向还会形成多 (A)。新中间相沥青是改进的中问相沥青，可 种形态结构．典型的有洋葱皮型结构、辐射型 纺性好，纤维性能比较一致 ，且平均强度随热 结构和无规排列结构等。 处理温度升高而增加 。潜在 中间相沥青和预 各 向异性沥青 (B)纺丝较易进行。熔体 中间相沥青属各向异性沥青 (B)。由于制备 粘 度一温度 曲线 ，有一个 适合纺丝 的温度 工艺中采用氢化，与各向异性沥青 (A)相 比， (Ts)范围，纤维径向结构可简单地通过纺丝 各向异性沥青(B)具有萘环本性 。特别是预 温度控制。在 附近纺丝 ，制得碳纤维具有 中间相沥青，在纺丝条件下呈现光学各向同 径 向辐射型结构 ，不出现楔形裂缝。高于 性的易纺丝 ，在后处理过程中又能再现光学 温度纺丝 ，纤维带有楔形裂缝和呈径向辐射 各向异性，而得到高力学性能的碳纤维，不少 型结构，低于 温度纺丝 ，纤维具有无规 排 公司以此开发 出抗张强度超过 5000MPa的 列的小磁砖结构或洋葱皮型结构，这种结构 高性能沥青基碳纤维。中问相含量大于 40 易制得强度较高的碳纤维。 (质量 比)的均匀乳液且中问相为连续相；或 l_3 不熔化 处理 调制成具有较低软化点，光学各向异性 区约 初生纤维需在含氧气体(多用空气)中进 100 的中间相沥青具有较好的可纺性。