①高相對分子質(zhì)量(20萬以上);
②合適的分子量分布(MWD);
③分子缺陷少;
④分子鏈平均取向角要?。?/span>
⑤共聚單體含量要低;
⑥細旦化;
⑦高強度、高模量;
⑧加熱過程中由于-CN低聚產(chǎn)生的放熱峰要寬,而且開始的溫度要低;
⑨碳收率高同。
其中原絲細旦化,直徑小,單位質(zhì)量的外表面積大,有利于紡絲凝固過程及穩(wěn)定化過程的雙擴散進行,形成的原絲結(jié)構(gòu)均勻,有利于原絲轉(zhuǎn)變碳纖維過程中產(chǎn)生的揮發(fā)物逸出和熱量的散失。原絲直徑越小,制得的碳纖維直徑也越細,缺陷在CF中出現(xiàn)的概率也小,纖維的性能相對高。上畫所述原絲應(yīng)具備的性能,只通過聚合和紡絲工藝很難完全達到,例如從碳纖維角度要求共聚單體含量要盡可能低,而從降低偶極力,提高牽伸比方面考慮,要提高共聚單體含量,因此紡絲過程所能獲得的最大牽伸率是受到限制的。為了克服這些缺點,發(fā)展了原絲后處理改性工藝,進一步改善原絲的性能,提高最終碳纖維的性能,這些后處理改性包括以下幾個方面:
①油劑涂層改性;
②采用一些化學試劑的化學改性,例如路易斯酸、有機堿、無機物等作為催化劑促進環(huán)化反應(yīng)的進行。
原絲涂敷的油劑主要改善穩(wěn)定化和碳化工藝過程。油劑一般包括潤滑劑、抗靜電劑和乳化劑。這些助劑主要是為防止穩(wěn)定化過程中纖維纏結(jié)、熔并和金屬粘附到纖維上。潤滑劑可減少金屬對纖維的粘附,改善纖維間的集束性。大絲束原絲碳化時集束性是很重要的??轨o電劑是一種極性物質(zhì),有利于靜電荷的釋放,在纖維集束過程中會產(chǎn)生很多靜電荷。乳化劑作用主要是提高油劑的穩(wěn)定性。原絲油劑對最終CF性能也可能會有改善。穩(wěn)定化后纖維上油可以進一步改善碳化后纖維的開纖性。
本文標簽: 碳纖維,PAN原絲,性能,碳纖維材料,碳纖維復合材料