Výrobní proces prekurzorových vláken z uhlíkových vláken je složitý a složitý postup, který přímo určuje výkon a kvalitu konečného produktu z uhlíkových vláken.
Příprava surovin
Primární surovinou pro prekurzorová vlákna uhlíkových vláken je akrylonitrilový monomer; navíc musí být začleněny komonomery (jako je kyselina itakonová, methylakrylát atd.), aby se zlepšily vlastnosti vlákna. Během fáze přípravy suroviny prochází akrylonitrilový monomer čištěním, aby se odstranily nečistoty a vlhkost, čímž je zajištěna čistota suroviny. Současně, na základě výrobních požadavků, jsou různé monomery a přísady přesně zváženy a předem smíchány, aby se připravily na následnou polymerační reakci.
Polymerizace
Polymerace je základním krokem při výrobě prekurzorových vláken z uhlíkových vláken. Během této fáze jsou předem smíchané monomery a přísady zaváděny do polymeračního reaktoru; pod vlivem katalyzátoru probíhá volná-radikálová polymerační reakce za vzniku polymeru polyakrylonitrilu (PAN). Podmínky polymerační reakce-jako je teplota, tlak a reakční doba-mají významný dopad na molekulovou hmotnost polymeru, distribuci molekulové hmotnosti a strukturu. Proto musí být reakční podmínky přísně kontrolovány, aby byla zajištěna stabilita vlastností polymeru.
Předení
Zvláknění je kritickým krokem při přeměně polyakrylonitrilového polymeru na vlákna. Primárními používanými způsoby spřádání jsou mokré spřádání a suché spřádání. Při mokrém zvlákňování se roztok polymeru vytlačuje přes zvlákňovací trysku do koagulační lázně; rozpouštědlo v roztoku rychle difunduje do lázně a způsobí, že polymer ztuhne na vlákna. Při suchém zvlákňování je roztok polymeru vytlačován přes zvlákňovací trysku do proudu horkého vzduchu; rozpouštědlo se odpaří a polymer tuhne na vlákna. Během procesu spřádání je třeba pečlivě kontrolovat parametry, jako je tvar a velikost otvorů zvlákňovací trysky a také rychlost zvlákňování, aby se získala vlákna s požadovaným tvarem průřezu a rozměry.
Post-zpracování
Následné{0}}zpracování představuje konečnou fázi výroby prekurzorových vláken z uhlíkových vláken, která zahrnuje kroky, jako je praní, natahování, sušení a navíjení. Praní slouží k odstranění zbytkových rozpouštědel a nečistot z povrchu vlákna; protahování se provádí za účelem zlepšení orientace a krystalinity vlákna, čímž se zlepší jeho mechanické vlastnosti; sušení odstraňuje vlhkost z vláken, aby se zabránilo tvorbě plísní během skladování; a navíjení zahrnuje navíjení sušených vláken na cívky pro usnadnění následného zpracování a využití.
