Құрғақ Иіру Ылғал Түзілу мен Құрғақ Процесс пен Ылғал Процесс

Көміртегі талшық «Жаңа Материалдар Патшасы» деп аталады және әуебастық, автомобиль жасау, спорт құрал-жабдықтар және басқа да салаларда кеңінен қолданылады. Бірақ сіз білетін бе? Көміртегі талшықтың ішінде де өндіріс процестері едәуір өзгеше болуы мүмкін. Бүгін біз көміртегі талшықты өндіру үшін негізгі технологиялардың үшеуін талдауға аламыз — құрғақ жіп айдау, құрғақ жіп шығару және ылғалды жіп шығару, сондай-ақ ірі отандық және халықаралық компаниялардың бұл технологияларды қалай таңдайтынын қарастырамыз.

Құрғақ-жіп-ылғал-айдау (Жоғары өнімді көміртегі талшық үшін негізгі таңдау)

Анықтама

Құрғақ буы бар ылғал жіп айдау, атауында көрініп тұрғандай, «құрғақ жіп шығару» және «ылғалды жіп шығару» процестерінің екеуінің де сипаттамаларын қосып алады. Бұл әдіс негізінен жоғары өнімді PAN негізіндегі көміртегі талшықтың алдын-ала өнімін жасау үшін қолданылады.

Процесс ағыны
(1) Жіп шығару ерітіндісін дайындау: Полиакрилонитрил (PAN) белгілі бір еріткіште ерітіліп, тұтқыр жіп шығару ерітіндісін түзеді.
(2) Құрғақ-бүркілетін саты: Сыртқа шығару ерітіндісі баспалдақ арқылы шығарылып, алдымен ауа қабатына (әдетте бірнеше миллиметрден сантиметрге дейін) өтеді.
(3) Ылғалды-бұрау сатысы: Талшықтар жинағы кейін коагуляциялық ваннаға енеді, онда ол тез қатаяды және пішін қабылдайды.
(4) Кейінгі өңдеу: Жуу, созу, майлау және кептіру сияқты кезеңдер арқылы соңында көміртегі талшығының алдын-ала заты пайда болады.

Техникалық артықшылықтар
(1) Біркелкірек талшық құрылымы: Ауа қабатындағы кернеу молекулалық тізбектің бағдарын жақсартады
(2) Тегіс бет: Беттің ақауларын азайтады, соңғы көміртегі талшығының механикалық қасиеттерін арттырады
(3) Жоғары өндірістік тиімділік: Бұрау жылдамдығы ылғалды бұраудың 2-3 есесіне жетеді
(4) Жоғары өнімді талшықтарды шығаруға сәйкес келеді: Мысалы T700, T800 және одан да жоғары деңгейдегі көміртегі талшықтары

Ылғалды бұрау (дәстүрлі жетілген)

Анықтама

Ылғалды бұрау — көміртегі талшығының алдын-ала затын өнеркәсіптік түрде өндірудің ең ежелгі әдісі. Техникалық тұрғыдан жетілген болса да, оның белгілі бір шектеулері бар.
Полимер шай-еріткіште ерітіліп, шай-еріткіш бөлмесінде қою ерітінді түзіледі. Осы ерітінді экструдер арқылы шанышқының микрөңделері арқылы шығарылып, ерітпейтін заты бар бекіту бөлмесіне тікелей енгізіледі. Бөлмеде, шай-еріткіш ағынындағы еріткіш пен бөлмедегі ерітпейтін зат арасында екі бағытта диффузия жүреді. Бұл полимердің тұнбаға түсуіне және бекіп, бастапқы талшықтардың түзілуіне әкеледі.

Процесс ағыны
(1) Шанышқы ерітіндісін дайындау: PAN еріткіште (мысалы, DMF, DMSO) ерітіледі
(2) Тікелей бекіту: Шанышқыдан шығарылған шанышқы ерітіндісі тікелей бекіту бөлмесіне енгізіледі
(3) Фазалық бөліну арқылы бекіту: Бекіту екі бағытта диффузиялық процесс арқылы жүзеге асырылады
(4) Кейінгі өңдеу: Жуу, созу, кептіру, т.б.

Техникалық қасиеттер
(1) Көлденең қиманың пішіні шектеулі: Негізінен дөңгелек немесе сопақша
(2) Салыстырмалы төменгі шанышқы жылдамдығы: Әдетте 50–150 м/мин
(3) Беткі ақауларға бейім: Беткі кеуектер мен ойықтарға әсер қабілетті
(4) Салыстырмалы қараптой жабдық: Орта және төмен өнімді көміртек талшықтарын өндіруге сәйкес

Құрғақ Иіну (Ерекше Көміртек Талшық Тандау)

Анықтама

Құрғақ иіну көміртек талшықтардың алғышарттарын дайындау үшін маңызды әдіс болып табылады, әсіресе кейбір арнаулы көміртек талшықтарды өндіруде қолданылады.
Құрғақ иіну полимер ерітіндісін өрістеуіштер арқылы шығарып, ылғалдаушының ыстық ауада тікелей булануы арқылы талшықтардың түзілуін қамтамасыз етеді (мысалы, спандекс өндіру). Дегенмен, көміртек талшық өнеркәсібінде жиі «құрғақ иілген ылғал әдіс» (DSWL) дегенді қысқартып қолданылады.

Процесс ағыны
(1) Ерітінді дайындау: Полимерді ұшқыш еріткіште еріту
(2) Өрістеу және еріткіштің булануы: Ерітінді өрістеуіш тақтасы арқылы тікелей ыстық ауаға толтырылған иіну туннельге өрістеледі
(3) Еріткішті қалпына келтіру: Буланған еріткіш қайта пайдалану үшін жиналады
(4) Талшық жинау: Толық қатайған талшықтар орамға салынып жиналады

Техникалық қасиеттер
(1) Әртүрлі талшық көлденең қимасының пішіндері: Талшықтардың дұрыс емес көлденең қимасын өндіруге қабілетті
(2) Күрделі еріткіштерді қайта өңдеу жүйесі: Күрделі еріткіштерді қайта өңдеу құрал-жабдығын талап етеді
(3) Нақты полимерлер үшін сәйкес: Мысалы, кейбір модификацияланған PAN немесе басқа көміртегі талшығының алдын ала полимерлері

Үш негізгі технологияның толық салыстырмалы кестесі

Негізгі корпорациялардың технологиялық жоспарларын салыстыру

Болашақ даму трендтері

(1) Құрғақ Шашырға Ылғалдың Ішу Технологиясының Тиімділендіруі: Жоғары айналу жылдамдығына және тұрақты сапаға қол жеткізу арқылы жоғары өнімді көмір қылының құнын одан әрі төмендету
(2) Ылғалдың Ішуін Жақсарту: Үдеріс жақсартулар арқылы ылғалдың өзілетін талшықтың өнімділігін арттыру қолдану таулар.
(3) Үдерістің Интеграциялық Жаңарту: Әртүрлі үдерістердің артықшылықтарын үйлестіру арқылы жаңа композиттік өрілету техникаларын дамыту
(4) Жасыл Өндіріс: Өндіріс кезіндегі әсерін азайту үшін экологиялық таза еріткіш жүйелерін жасау

Көміртегі талшықтардың жеңіл, бірақ берік сипаты дәл ұйымдастырылған өндірістік процестерден туындайды. Ылғалдықты бұралу технологиясының дәстүрлі жетілдірілуінен бастап, құрғақ бұралудың арнайы қолданылуы мен құрғақ-ылғалды бұралудың жоғары өнімді жаңашылдықтарына дейін — әрбір әдіс материалтанушылардың шеберлігінің нәтижесі болып табылады.

Бұл технологиялық айырмашылықтарды түсіну тек көміртегі талшықтар арасындағы бағаның кең ауқымын түсіндіріп қана қоймай, сонымен қатар Қытай көміртегі талшық өнеркәсібінің жетістіктерге жете бастау кезеңінен қарқынды даму кезеңіне өтуінің қиын жолы мен ерекше жетістіктерін ашып көрсетеді. Материалдар өнеркәсібінің ірі ойыншысына айналу жолында әрбір технологиялық жаңалық біздің назарымыз бен мақтауымызға лайық.