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碳纤维的原料是什么?

碳纤维的原料是什么?

聚丙烯腈-用于制造碳纤维的原料称为前驱体。生产的碳纤维中约有 90% 由聚丙烯腈 (PAN)制成。其余 10% 由人造丝或石油沥青制成。

碳纤维的主要原料是聚丙烯腈(PAN)纤维。聚丙烯腈是一种合成纤维,通常用于制造碳纤维,因其在加工和炭化过程中产生高强度和高模量的特性。

制造碳纤维的过程通常包括以下几个步骤:

  • 聚丙烯腈纺丝:聚丙烯腈纤维通过纺丝工艺制成连续的纤维束,类似于纺织纱线的过程。
  • 预氧化:聚丙烯腈纤维经过预氧化处理,将其暴露在氧气环境中,在中低温下进行氧化反应。这个步骤有助于改善纤维的炭化性能。
  • 炭化:预氧化后的纤维被放入高温炉中,进行炭化处理。在高温下,纤维中的非碳元素(如氢、氧、氮)被去除,留下高纯度的碳纤维。
  • 图解炉处理(可选):一些碳纤维可能需要经过图解炉处理,以改善其晶体结构和性能。

这些步骤中,聚丙烯腈纤维是制造碳纤维的关键原料。除了聚丙烯腈,碳纤维的制造过程中还可以使用其他原料,如天然纤维(如竹纤维、蔗渣纤维)或煤焦油等。然而,聚丙烯腈纤维是最常用和广泛应用于商业碳纤维生产的原料。

需要注意的是,制造碳纤维是一个复杂的过程,涉及多个工艺步骤和参数控制,以获得所需的碳纤维性能。不同的原料和制造方法可能会产生不同特性的碳纤维,适用于不同的应用领域。

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