聚丙烯腈基碳纤维生产技术

1 PAN基碳纤维的生产技术

1.1 PAN纺丝液的制备

1.1.1概述

1.1.2硝酸法丙烯腈聚合

1.1.3 DMSO法丙烯腈聚合

1.1.4发展趋势

1.2PAN原丝的制备

1.2.1湿法纺丝凝固成型过程中的双扩散

1.2.2硝酸一步法纺丝

1.2.3 DMSO一步法纺丝

1.2.4硝酸法和DMSO法纺丝工艺比较

1.2.5发展趋势

1.3 PAN原丝的预氧化与碳化

1.3.1 PAN原丝的预氧化

1.3.2 PAN原丝的碳化

1.3.3 PAN原丝预氧化及碳化过程中的张力变化

1.3.4碳纤维灰分的产生及控制方法

1.4 碳纤维表面处理

1.4.1阳极电解氧化法

1.4.2阳极电解氧化法的表面处理装置

1.4.3气相氧化法

1.4.4气液双效处理法

1.4.5发展趋势

1.5上胶处理

1.5.1上胶剂的种类

1.5.2上胶工艺

1.5.3上胶处理对碳纤维性能的影响

参考文献

2 PAN基碳纤维生产中的关键设备

2.1聚合反应器

2.1.1聚合反应器的型式及特点

2.1.2不同体积釜式反应器的结构

2.2脱单脱泡器

2.2.1脱单脱泡器种类

2.2.2 PAN原丝生产中使用的脱单脱泡器

2.3纺丝机

2.3.1纺丝机的组成

2.3.2凝固浴槽的组成

2.3.3凝固浴循环系统的组成

2.3.4凝固浴的布置形式

2.4水洗机

2.4.1水洗机的组成

2.4.2水洗机的排布方式及特点

2.5保压蒸汽牵伸箱

2.5.1保压蒸汽牵伸箱的组成

2.5.2保压蒸汽牵伸箱的辅助装置

2.6氧化炉

2.6.1氧化炉的设计原则

2.6.2结构形式

2.6.3防火措施

2.6.4发展趋势

2.7碳化炉

2.7.1低温碳化炉

2.7.2高温碳化炉

2.8退丝纱架

2.8.1机械式退丝纱架

2.8.2电子式退丝纱架

2.8.3纱架的放纱系统

2.9卷绕机

2.9.1原丝卷绕机

2.9.2碳纤维卷绕机

参考文献

3 DMSO溶剂回收技术

3.1单塔间歇蒸馏

3.1.1流程概述

3.1.2工艺过程

3.2双塔半连续精馏

3.2.1流程概述

3.2.2工艺过程

3.3多塔连续精馏

3.3.1流程概述

3.3.2工艺过程

3.3.3回收DMSO产品的应用评价

参考文献

4 PAN基碳纤维安全生产及废气处理技术

4.1碳纤维粉尘的危害及处理方法

4.2丙烯腈聚合废料及尾气处理技术

4.2.1固体及胶液废料的处理

4.2.2聚合单元丙烯腈废气的处理

4.3碳化废气焚烧技术

4.3.1废气的特性

4.3.2处理方法

4.3.3排放标准

参考文献

5 PAN基碳纤维生产过程中的分析测试

5.1原料的分析检测

5.1.1丙烯腈

5.1.2衣康酸

5.1.3丙烯酸甲酯

5.1.4偶氮二异丁腈

5.1.5二甲基亚砜

5.2中间过程控制分析检测

5.2.1聚合液黏度

5.2.2聚合液转化率

5.2.3聚合液残余单体

5.2.4原丝中残余二甲基亚砜（DMSO）含量的测定

5.2.5纤度

5.2.6单丝强度、模量、伸长率

5.2.7含油率

5.2.8直径不均率

5.2.9沸水收缩率

5.3碳纤维产品的分析检测

5.3.1密度

5.3.2复丝拉伸强度、拉伸模量、断裂延伸率

5.3.3表面上胶剂含量

5.3.4复合材料层间剪切强度

5.3.5钩接强力

5.3.6灰分

5.3.7饱和吸水率

5.3.8碳含量

5.3.9碱及碱土金属离子含量

5.3.10碳纤维的直径、截面形态、表面形貌

参考文献

6碳纤维复合材料

6.1碳纤维复合材料的制备技术

6.1.1碳纤维增强树脂基复合材料

6.1.2碳/碳复合材料（C/C）

6.1.3其他复合材料

6.2碳纤维复合材料的应用领域

6.2.1国内外碳纤维复合材料的整体需求

6.2.2碳纤维复合材料在三大领域的应用

6.2.3在其他领域中的应用

6.3碳纤维复合材料的回收利用

参考文献

《聚丙烯腈基碳纤维生产技术》从生产实际出发，较全面、系统、深入地介绍了碳纤维生产流程各环节的生产技术及装备结构，内容包括PAN基碳纤维的生产技术、PAN基碳纤维生产中的关键设备、DMSO溶剂回收技术、PAN基碳纤维安全生产及废气处理技术、PAN基碳纤维生产过程中的分析测试、碳纤维复合材料。

《聚丙烯腈基碳纤维生产技术》可为从事碳纤维生产和研发工作的广大科技人员提供一定的借鉴和参考。