Introduktion til kulfiber

Kulfiber er en organisk forstadiefiber såsom polyacrylonitril (eller beg, rayon), som pyrolyseres og karboniseres i et højtemperaturmiljø for at danne en kulstofrygradsstruktur og en uorganisk polymerfiber med et kulstofindhold på mere end 90 procent. Kulfiber har fremragende mekaniske egenskaber og kemisk stabilitet, lav densitet end aluminium, høj styrke end stål,blandthøjtydende fiberdet har væreti masseproduktionen har kulfiber den højeste specifikke styrke og det højeste specifikke modul af fiberen og har en række fremragende egenskaber såsom elektrisk ledningsevne, varmeledning, korrosionsbestandighed og en række andre materialer kan ikke erstattes. Kulfiber er meget udbredt i rumfart, vindkraftvinger, sport og fritid, trykbeholdere, kulstof/kulstof-kompositmaterialer, transportkonstruktion og andre områder.

Kulfibre kan klassificeres efter forskellige dimensioner, såsom typen af ​​precursor, mekaniske egenskaber, trækspecifikationer og forberedelsesprocessen for precursoren. Klassificeringsstandarderne for forskellige typer kulfiber er som følger:

Typer af precursor: opdelt i pan-baseret kulfiber, pitch-baseret kulfiber og rayon-baseret kulfiber. Blandt dem har PAN-baseret kulfiber hurtigt indtaget mainstream-positionen siden dens introduktion i 1960'erne, og de tegner sig for mere end 90 procent af den samlede kulfiber på grund af dens relativt enkle produktionsproces, fremragende mekaniske egenskaber og brede anvendelsesmuligheder. Produktionsskalaen af ​​pitch-baseret og rayon-baseret er lille. Derfor refererer kulfibre på nuværende tidspunkt generelt til PAN-baserede kulfibre.

Mekaniske egenskaber: Mekaniske egenskaber bruges hovedsageligt i industrien til at klassificere. I henhold til klassificeringen af ​​mekaniske egenskaber i den nuværende nationale standard for polyacrylonitril-baserede kulfibre GB/T 26752-2020 er PAN-baserede kulfibre opdelt i fire kategorier: højstyrketype, højstyrke medium-modulustype, høj-modulustype, og højstyrke og høj-modulustype.

Træk specifikationer: I henhold til antallet af kulfibre kan det opdeles i små blår og store blår. Generelt kaldes kulfibre med et antal blår på mindre end 24K små blår (1K repræsenterer 1000 filamenter i et bundt kulfibre), og dem over 24K kaldes Store blår. Lille trækkulfiber har fremragende ydeevne, lav produktion og høj pris og bruges generelt i højteknologiske områder som rumfart, nationalt forsvar og militærindustri. Store blårprodukter har relativt lav ydeevne, lave omkostninger og vanskelig produktionskontrol og er meget udbredt i basisindustrier og civile områder.

Precursorfremstillingsproces: Ifølge valget af spindeopløsningsmiddel, kontinuiteten af ​​polymerisationsprocessen, procesmetoden, der anvendes til spinding osv., kan fremstillingen af ​​precursor opdeles i forskellige procestyper. Ifølge det roterende opløsningsmiddel inkluderer det DMSO (dimethylsulfoxid), DMAC (N,N dimethylacetamid), NaSCN (natriumthiocyanat) og andre forskellige opløsningsmiddelkategorier. I henhold til kontinuiteten af ​​polymerisationsprocessen kan den opdeles i en-trinsmetode og to-trinsmetode. I henhold til spinningsprocessen kan den opdeles i vådspinding og vådspinning med tør jet.