水洗条件对聚丙烯腈碳纤维及其原丝性能的影响

对二甲基亚砜法(DMSO)生产聚丙烯腈(PAN)碳纤维原丝的水洗温度、时间、方式等进行探讨,进而对水洗工艺进行优化和改善。实验结果表明,控制单束12k PAN原丝水洗水用量在400~500 L/h,水洗温度在45℃,水洗时间在30~40 min,通过在水洗槽中增加拍打辊及V型隔板,可以实现丝束内DMSO残留质量分数≤0.07%。     

DMSO残余溶剂对PAN原丝质量的影响

二甲基亚砜（DMSO）的溶剂残余含量是衡量PAN原丝产品性能的关键指标,是PAN原丝表面及内部形成缺陷的主要成因,其残余含量的高低直接影响PAN原丝成品的产量和质量.实验表明：采用浸洗加喷涌的水洗方式,通过提高水洗温度和循环喷涌量可以有效降低原丝中残余DMSO的含量,从而提高PAN原丝的产品质量.     

水洗方法对PAN原丝及其碳纤维结构与性能的影响

在聚丙烯腈(PAN)基碳纤维生产中,分别采用浸涌式水洗、拍打式水洗、超声式水洗3种方法对PAN原丝进行水洗,讨论了PAN原丝的线密度对水洗效果的影响,以及3种水洗方法对PAN原丝及其碳纤维的结构与性能的影响。结果表明:在水洗流量1 m3/h、水洗温度60℃、水洗时间1.2 min的条件下,随着PAN原丝线密度的增加,原丝中二甲基亚砜(DMSO)残留量增加,浸涌式水洗受原丝线密度的影响较大,超声式水洗受原丝线密度的影响较小;在PAN原丝线密度为4.0 dtex时,PAN原丝经浸涌式、拍打式、超声式水洗后,DMSO残留量分别为1 000,200,90μg/g,相应碳纤维强度分别为5 139,5 120,4 930 MPa;浸涌式水洗对PAN纤维的损伤较小,超声式水洗对PAN纤维的损伤较大。     

影响碳纤维用聚丙烯腈原丝水洗效果因素的探讨

水洗是碳纤维用聚丙烯腈（PAN）原丝生产过程中的重要环节,其效果好坏将直接影响碳纤维强度的高低。实验结果表明：在选择共聚单体组分时,要充分考虑共聚单体时聚合物亲水性的影响,有利于提高水洗效果;聚合物相对分子质量过高,会影响水洗效果;纺丝液中总固含量过大会增加水洗难度;采用梯度水温,外加浸洗与喷淋相结合方式对碳纤维用PAN原丝的洗涤效果较好,水的用量不会太大;对PAN纤维多段牵伸后水洗效果较好。     

DMSO法PAN原丝湿法纺丝工艺研究

通过实验对二甲基亚砜（DMSO）法聚丙烯腈（PAN）原丝的纤维凝固成形、水洗、牵伸、干燥定型条等湿法纺丝工艺对纤维性能的影响进行了研究,实验结果表明：增大喷丝板孔径,有利于提高原丝的取向度和干燥收缩率;调节凝固浴质量分数和温度,可生产出综合性能较好的原丝;提高水洗温度有利于制得性能好的原丝;热水、沸水和蒸汽3级牵伸工艺...     

聚丙烯腈原丝新型水洗工艺的研究

采用浸渍水洗结合涌泉式水洗的新型水洗技术,研究了水洗流量、水洗时间及水洗温度对水洗效果的影响。结果表明:温度控制在60℃,浸涌式水洗水涌量3m3/h,水洗30min,使得纤维中二甲基亚砜(DMSO)残留量≤3.2×10-4,新型水洗效率高,达到了降低原丝表面所含溶剂的目的,提高了原丝的质量。     

两种DMSO法PAN原丝性能和结构的对比研究

对国产DMSO法聚丙烯腈(PAN)原丝与美国DMSO法PAN原丝的性能和结构进行了对比,找出了国产PAN原丝和美国PAN原丝在质量均一性、断面形状、取向度和结晶度、相对分子质量、共聚组分等方面存在的差别,为进一步提高我国PAN原丝的内在质量提供了科学依据。研究结果表明:美国PAN原丝比国产PAN原丝有较高的强度、模量、相对分子质量、结晶度及取向度,较低的纤度、断后延伸率及各种不均率等优良性能。     

聚丙烯腈基碳纤维纺丝过程中的取向性研究

以聚丙烯腈(PAN)为原料,二甲基亚砜(DMSO)为溶剂,通过干喷湿纺工艺制备PAN基碳纤维原丝,采用X射线衍射仪对纺丝过程中不同工艺阶段纤维微晶进行测试,研究PAN纤维在纺丝过程中密度和微观结构的变化.结果表明,在纺丝过程中PAN纤维通过凝固浴、水洗、沸水牵伸、致密化、蒸汽牵伸和热定型工艺,纤维的密度增大、线密度逐步...     

溶剂中金属离子对聚丙烯腈基碳纤维及其原丝的影响

金属离子的含量对碳纤维及其原丝的质量有很大的影响。分析了溶剂二甲基亚砜(DMSO)中金属离子含量对聚丙烯腈(PAN)原液聚合、原丝及碳纤维性能的影响。试验表明:DMSO中金属离子的存在,会在聚合源头处影响聚合反应,造成物料均一性、可纺性、可牵伸性下降,使原丝及碳纤维性能下降;而几种金属离子中,铁离子的干扰破坏性最大。     

氨化对PAN原丝结构性能的影响

在聚丙烯腈(PAN)原丝湿法纺丝生产过程中,以二甲基亚砜/水(DMSO/H_2O)为凝固体系,在DMSO质量分数为72%,温度为52℃的凝固浴中通过流量计定量加入氨,以凝固浴溶液的pH值衡量氨化量的大小,研究了不同pH值对PAN原丝结构、性能及可纺性的影响。结果表明:在凝固浴溶液的pH值为8.6~10.0时,PAN原丝径向形态由腰形变成腰圆形,最后变成圆形;随着凝固浴溶液pH值的升高,PAN原丝的结晶度先升高后下降,膨润度则先降低后升高,直径不均率下降,强力不均率先下降后升高;凝固浴溶液pH值为9.5时,PAN原丝的结晶度最高,膨润度最小,直径不均率和强力不均率最低,可纺性最好,最终PAN基碳纤维的强度最高为3.83 GPa。     

聚丙烯腈原丝毛丝形成与控制工艺研究

从纺丝生产工艺方面对聚丙烯腈(PAN)原丝毛丝形成的因素和控制进行了试验。研究表明:纺丝液应反应程度均一,有适宜的PAN相对分子质量和较窄的分布,并须经严格的脱单、脱泡及分级过滤;较缓的凝固过程和合理匹配凝固浴浓度、温度、循环量并辅以氨化处理等工艺优化;合理的水洗工艺可有效降低二甲基亚砜(DMSO)的残余质量分数;优质的油剂和合理的上油工艺;合理的干燥致密化工艺;分段牵伸,总牵伸倍数的控制等工艺优化,可有效避免和控制原丝制备过程中毛丝的形成。     

聚丙烯腈原丝中二甲基亚砜残留对碳纤维性能的影响

通过对水洗条件的改变,考察了PAN原丝中溶剂二甲基亚砜残留量对碳纤维性能的影响。在原丝中溶剂残留量较高的情况下,碳纤维的密度和强度大幅下降,同时原丝的截面形状和表面形态遭到破坏,影响了碳纤维的性能。     

PAN/AN-co-ADMH共混纤维的氯化漂洗处理

采用聚丙烯腈(PAN)与丙烯腈(AN)/3-烯丙基-5,5-二甲基乙内酰脲(ADMH)共聚物共混湿法纺丝制备了PAN/AN-co-ADMH共混纤维,用质量分数1%的次氯酸钠溶液对共混纤维进行了漂洗处理,探讨了氯漂条件对共混纤维氯含量的影响,考察了氯漂处理后的共混纤维的耐洗涤性及再生性。结果表明:随漂洗液温度升高和氯化漂洗时间增加,共混纤维中氯含量增加;漂洗时间继续增加,纤维氯含量增势变缓;纤维氯含量随洗涤次数或漂洗次数增加均减少。     

Study on the Coagulation Process of Polyacrylonitrile Nascent Fibers during Wet-spinning

Summary The coagulation process of polyacrylonitrile (PAN) precursor during wet-spinning was studied by chemical method based on the KMnO₄ titration. Experiments were performed with gelled solutions of PAN in dimethyl sulphoxide (DMSO) to determine the diffusion rate of solvent during the coagulation. The experimental datas about solvent diffusion coeffecient were calculated by using diffusion equation, which reflected the coagulation process of nascent fibers. At the same time, the effects of coagulation on the residual solvent content, the change of morphology of nascent fibers, the crystallization degree and the stress-strain curves were studied by use of X-ray diffraction, SEM, single fiber tensible test and so on. The results elucidated the relationship between coagulation process and the structure and property of PAN nascent fibers.     

锂离子电池正极材料超声强化水洗过程研究

针对高镍三元锂离子电池正极材料的降碱处理方式主要局限于去离子水洗涤且清洗效果不佳的问题,提出了一种超声强化水洗处理高镍三元锂离子电池正极材料的新方法。以LiNi_0.8Co_0.15Al_0.05O₂（NCA）为研究对象,去离子水为溶剂,通过正交试验探讨了超声强化水洗对高镍三元锂离子电池正极材料进行降碱处理的影响因素,并就单一固含量因素影响与简单去离子水洗涤进行对比。采用pH测定、粒度分析、SEM、电化学性能测试等手段进行分析,研究了固含量、搅拌时间、超声时间、超声频率、超声功率等对高镍三元锂离子电池正极材料降碱效果的影响。研究结果表明：在固含量10%、搅拌时间更均匀的情况下,颗粒表面形貌无明显影响,材料电化学性能提高。实际工业生产过程中水洗的固含量为40%更为合适。     

凝固浴对PAN原丝性能的影响

在生产聚丙烯腈(PAN)炭纤维过程中,纺丝期间凝固浴的各种条件对纤维的成型和性能起着关键作用。本文介绍PAN高聚物在湿法一步法纺丝过程中二甲基亚砜(DMSO)凝固浴各种成型工艺条件对PAN原丝的结构、机械和物理性能的影响。