熔融纺丝制备沥青碳纤维

尽管采用熔融纺丝可以制备沥青基炭纤维,但由于中间相沥青具有特殊的流动性,使其生产加工十分困难。中间相沥青象许多流体一样,均为非牛顿流体,但它的粘度对温度的敏感性比其它纺丝原料强的多。本文引用了力和能量平衡来论证工艺条件的变化和原料性质对中间相沥青的可纺性的影响,结果表明:在熔融纺丝过程中,中间相沥青的粘度对温度的强烈依赖性使纤维丝产生应力,其大小趋近于单丝的极限抗拉强度。因此,在沥青基炭纤维的制备过程中,温度和传热速率的控制是十分重要的。

非圆形炭纤维的断裂分析

一、引言在过去20年里,长丝炭纤维复合材料性能的优化主要是通过叠层方式的选择实现的。几乎任何复合材料的性能都是通过调整叠加顺序解决面临的问题从而得到(或避免了)应用负荷的结果。但是,脆性和抗压强度低是炭纤维普遍存在的问题;调整叠层可以产生最佳压力分布和叠层形变,但并没有克服材料固有的缺陷。

熔融纺制的沥青基炭纤维

虽然沥青基炭纤维可以熔融纺制,但中间相沥青的流动性使得它极难处置。同许多液体一样,中间相沥青也可以是非牛顿型的。但其粘度对温度的敏感性要比大多数熔融纺丝物料的感性高得多。在本研究中,应用能量平衡和力平衡来论证工艺参数和原料性质对中间相可纺性的影响。研究结果表明:在熔融纺丝期间,温度与中间相粘度的相关性会产生丝的应力,这种应力接近丝的抗拉强度极限。因此,在沥青基炭纤维形成过程中,控制温度和传热速率是极为关键的。

熔融纺制的沥青基炭纤维(续)

4.3.4 骤冷条件由于在大多数传统的纺丝工艺中,为提高固化速度和避免射流分散,人们都采用骤冷空气,沿与挤压中的丝垂直的方向吹送的方法,所以,在中间相沥青纺丝中,骤冷空气的作用就多少有点让人感到意外。