碳纖維可以用多種類型聚合物制得,例如粘膠纖維、聚丙烯腈纖維、芳香族聚酰胺纖維等。有些熱固性聚合物也可以制得碳纖維,例如酚醛樹脂和糠基樹脂。碳纖維是一種高科技產(chǎn)品,所以在制備的時候一定要格外小心。文本就來給大家講一下制備碳纖維要注意些什么。
(圖示:碳纖維)
首先要求制得含碳量盡可能高的原絲,以便在將其轉(zhuǎn)變成碳纖維的過程中保持住纖維的形態(tài)。要做到這點,原絲的穩(wěn)定化很為重要,它可避免聚合物大量揮發(fā)或熔融。
其次,在高模量碳纖維的制備過程中,要求石墨層能擇優(yōu)沿纖維軸取向。石墨晶體的層狀特性導致了它具有高度的各向異性。石墨的典型結(jié)構(gòu)是碳原子以六方形排列成相互呈平行的層狀,在同一層向,各個碳原子都與共相鄰的三個碳原子構(gòu)成強固的共價鍵。高模量碳纖維的制備需包括使各碳平面層發(fā)生沿縱向取向的步驟,這可通過使碳纖維本身發(fā)生塑性形變,或使在原絲轉(zhuǎn)變?yōu)樘祭w維的過程中發(fā)生塑性形變來達到。
第三個要注意的是對碳纖維微細結(jié)構(gòu)缺陷的消除,讓所形成的石墨平面有所發(fā)展。讓碳素纖維在2500℃的溫度下進行熱處理,這樣可以提高結(jié)晶的序態(tài)。
制備碳纖維主要就是要注意好上面三個問題。至于制備的步驟,不同聚合物的制備步驟都會有些許的差別。這里就不多說了。現(xiàn)在碳纖維已經(jīng)深深走進了我們的生活,小到羽毛球拍、釣魚竿、手表零件,大到飛機、火箭、潛水艇,都可以用碳纖維來制作,使用廣泛。