碳纖維制品的干噴濕紡法
碳纖維制品的干噴濕紡法即干濕法,是指紡絲液經(jīng)噴絲孔噴出后,先經(jīng)過空氣層(亦叫干段),再進入凝固浴進行雙擴散、相分離和形成絲條的方法。經(jīng)過空氣層發(fā)生的物理變化有利于形成細特化、致密化和均質(zhì)化的絲條。紡出的纖維體密度較高,表面平滑無溝槽,且可實現(xiàn)速紡絲,用于生產(chǎn)高性能、 高質(zhì)量的碳纖維原絲。干噴濕紡裝置常為立式噴絲機,從噴絲板噴出的紡絲液細流經(jīng)空氣段(干段) 后進入凝固浴,完成干噴濕紡過程;再經(jīng)導向輥、 離浴輥引m的絲條經(jīng)后處理得到PAN纖維。
離開噴絲板后的紡絲液細流先經(jīng)過空氣層(干段再進入凝固浴,干段很短,但對凝固相分離和成纖結(jié)構(gòu)有著重大影響。在空氣層擠出的紡絲液細流中的溶劑急速蒸發(fā),表面形成了薄薄致密層,由于在噴絲板出口處產(chǎn)生膨脹效應,靠細流自身的重力以及牽伸力向下,然后經(jīng)干噴濕紡的正牽伸可使脹大部分被牽伸變細后進入凝固浴;凝固浴采用低溶劑質(zhì)量分數(shù)配比和低溫凝固,低溶劑質(zhì)量分數(shù)配比可加大溶劑與細流之間的質(zhì)量分數(shù)差,加速擴散;低溫可控制擴散速度,利于沉淀結(jié)構(gòu)致密化、均質(zhì)化,紡出的原絲和所制碳纖維表面較平滑而無溝槽。
與純濕紡相比, 干噴濕紡可紡出較高密度且無明顯皮芯結(jié)構(gòu)的原絲,大幅提高了纖維的抗拉強度,可生產(chǎn)細特化和均質(zhì)化的高性能碳纖維。