碳纤维生产设备

在制造聚丙烯腈(PAN)基碳纤维过程中，结构经过两次重大变化后由有机原丝转化为无机碳纤维。一是在预氧化过程中，使PAN的线型分子链转化为耐热梯型结构的预氧丝；二是在碳化过程中，由预氧丝的梯型结构转化为碳纤维的乱层石墨结构。转化过程中的结构变化如图1。第一次结构转化是在200～280℃空气中进行，PAN线型分子链由预氧化而结合8％～10％的氧，也就是我们经常说的预氧化，使其线型分子链转化为耐热的梯型结构，可经得起高温碳化而保持纤维形态；第二次转化是在300～1800℃惰性气体保护下进行，梯型结构经过热解使非碳原子逸走而发生缩聚反应，生成乱层石墨结构或石墨结构，最终生成了含碳量在92％以上的无机碳纤维。氧化炉和碳化炉是生产线的主体设备，也是关键设备。碳化炉应满足碳化工艺的要求，可分为低温碳化炉和高温碳化炉。与此配套的还有非接触式迷宫密封装置、加热系统、废气排出和处理系统以及牵伸装置，由它们集成组合为一个完整的碳化炉，可实现稳定规模化生产。低温炭化炉低温碳化炉的炉温一般设计在300～800℃。在这温区预氧丝结构发生了剧烈变化，约有30％～40％的质量(相对于预氧丝)要热解逸走，是结构转化的关键阶段。700℃左右是碳化转化的敏感温度，预氧丝中结合的8％～10％的氧以CO、CO2：和H2O小分子逸走，同时释放出大量的HCN和NH3。这一阶段是分解区域I内发生。700℃之后释放出的主要是HCN和N2，是小的碳环缩聚为大环的产物，是向乱层石墨结构转化的信息。碳化过程中结构转化的主要结构参数的变化，同样表明700℃是碳化结构转化的敏感温度。

查看碳纤维生产设备全部详情 >>