淺析碳纖維預氧化和碳化的目的

作者：普向環保
發布時間：2021-11-24 15:11
點擊：

碳纖維具有輕質量、高強度、耐高溫、低蠕變、耐腐蝕等一系列優點，被譽為21世紀的新材料之王。而PAN（聚丙烯腈）基碳纖維是最常見的一種，經過預氧化，碳化，石墨化，表面處理后制成。下面來為大家淺析碳纖維預氧化和碳化的目的。

預氧化的目的就是為了防止原絲在碳化時熔融，通過氧化反應使得纖維分子中含有羥基、羰基。這樣可以在分子間和分子內形成氫鍵，從而提高纖維的熱穩定性。在200～400℃的空氣中，適當張力下經歷分子鏈的環化、交聯、脫氫、氧化等一系列的復雜反應，使它轉化成熱穩定并具有半導體電阻值的吡啶環梯形結構，其耐熱性、抗燃性和導電性等均有所提高。

碳纖維的碳化一般是在惰性氣體中，將預氧絲加熱至1000—1800℃，從而除去纖維中的非碳原子（如H、O、N等）。生成的碳纖維的碳含量約為95％。碳化過程中，未反應的聚丙烯腈進一步環化，分子鏈間脫水、脫氫交聯，末端芳構化生成氨。隨著溫度的進一步升高，分子鏈間的交聯和石墨晶體進一步增大。