浅析碳纤维预氧化和碳化的目的

作者：普向环保
发布时间：2021-11-24 15:11
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碳纤维具有轻质量、高强度、耐高温、低蠕变、耐腐蚀等一系列优点，被誉为21世纪的新材料之王。而PAN（聚丙烯腈）基碳纤维是最常见的一种，经过预氧化，碳化，石墨化，表面处理后制成。下面来为大家浅析碳纤维预氧化和碳化的目的。

预氧化的目的就是为了防止原丝在碳化时熔融，通过氧化反应使得纤维分子中含有羟基、羰基。这样可以在分子间和分子内形成氢键，从而提高纤维的热稳定性。在200～400℃的空气中，适当张力下经历分子链的环化、交联、脱氢、氧化等一系列的复杂反应，使它转化成热稳定并具有半导体电阻值的吡啶环梯形结构，其耐热性、抗燃性和导电性等均有所提高。

碳纤维的碳化一般是在惰性气体中，将预氧丝加热至1000—1800℃，从而除去纤维中的非碳原子（如H、O、N等）。生成的碳纤维的碳含量约为95％。碳化过程中，未反应的聚丙烯腈进一步环化，分子链间脱水、脱氢交联，末端芳构化生成氨。随着温度的进一步升高，分子链间的交联和石墨晶体进一步增大。