Dry-Spun Wet-Formed berbanding Proses Kering berbanding Proses Basah

Serat karbon dianggap sebagai "Raja Bahan Baharu", dengan aplikasi yang luas dalam bidang aeroangkasa, pembuatan automotif, peralatan sukan, dan bidang lain. Tetapi tahukah anda? Walaupun dalam serat karbon sekalipun, proses pembuatan boleh berbeza secara mendalam. Hari ini, kita akan menganalisis secara menyeluruh tiga teknologi utama dalam penghasilan serat karbon—pemintalan jet-kering, pemintalan kering, dan pemintalan basah—serta meneliti bagaimana syarikat-syarikat utama tempatan dan antarabangsa memilih teknologi ini.

Pemintalan jet-kering-basah (Pilihan utama untuk serat karbon prestasi tinggi)

Definisi

Pemintalan sembur kering-basah, seperti yang dinamakan, menggabungkan ciri-ciri kedua-dua proses "pemintalan kering" dan "pemintalan basah". Teknik ini terutamanya digunakan untuk menghasilkan prekursor serat karbon berbasis PAN prestasi tinggi.

Aliran proses
(1) Penyediaan Larutan Pemintalan: Poliakrilonitril (PAN) dilarutkan dalam pelarut tertentu untuk membentuk larutan pemintalan likat.
(2) Peringkat Semburan-Kering: Larutan pemintalan dikeluarkan menerusi plat penusup dan terlebih dahulu melalui lapisan udara (biasanya beberapa milimeter hingga sentimeter).
(3) Peringkat Pemintalan-Basah: Berkas gentian kemudian memasuki tab mandian pembekuan, di mana ia membeku dengan cepat dan terbentuk.
(4) Pasca-Pemprosesan: Melalui langkah-langkah seperti pembasuhan, peregangan, pelinciran, dan pengeringan, prekursor gentian karbon akhirnya terbentuk.

Kelebihan Teknikal
(1) Struktur gentian lebih seragam: Tegangan dalam lapisan udara meningkatkan orientasi rantaian molekul
(2) Permukaan lebih licin: Mengurangkan kecacatan permukaan, meningkatkan sifat mekanikal gentian karbon akhir
(3) Kecekapan pengeluaran lebih tinggi: Kelajuan pemintalan mencapai 2-3 kali ganda berbanding pemintalan basah
(4) Sesuai untuk menghasilkan gentian prestasi tinggi: Seperti T700, T800, dan gentian karbon gred lebih tinggi

Pemintalan Basah (Tradisional Matang)

Definisi

Pemintalan basah adalah kaedah tertua untuk pengeluaran industri prekursor gentian karbon. Walaupun secara teknikal matang, ia mempunyai beberapa batasan.
Polimer dilarutkan dalam pelarut yang sesuai untuk membentuk larutan pekat (mandian pemintalan). Larutan ini kemudian dipampat keluar melalui liang mikro pada penyerum dan terus disuntik ke dalam mandian penggumpalan yang mengandungi bukan pelarut. Di dalam mandian tersebut, peresapan dwi-arah berlaku antara pelarut dalam aliran pemintalan dan bukan pelarut dalam mandian. Ini menyebabkan polimer mengenap dan membeku, membentuk gentian primer.

Aliran proses
(1) Penyediaan Larutan Pemintalan: PAN dilarutkan dalam pelarut (contoh, DMF, DMSO)
(2) Penggumpalan Langsung: Larutan pemintalan dipampat keluar dari penyerum terus ke dalam mandian penggumpalan
(3) Penggumpalan Pemisahan Fasa: Penggumpalan dicapai melalui proses peresapan dwi-arah
(4) Rawatan Susulan: Pembasuhan, peregangan, pengeringan, dll.

Ciri-ciri Teknikal
(1) Bentuk keratan rentas terhad: Kebanyakannya bulat atau bujur
(2) Kelajuan pemintalan yang relatif rendah: Biasanya 50–150 m/min
(3) Mudah mengalami kecacatan permukaan: Rentan terhadap liang dan alur permukaan
(4) Peralatan yang relatif mudah: Sesuai untuk menghasilkan gentian karbon prestasi sederhana hingga rendah

Pemintalan Kering (Pemilihan Gentian Karbon Khas)

Definisi

Pemintalan kering merupakan satu kaedah penting lain bagi menyediakan bahan awal gentian karbon, terutamanya digunakan dalam pengeluaran gentian karbon khas tertentu.
Pemintalan kering melibatkan penyuntikan larutan polimer menerusi penyerbuk, di mana pelarut tersejat secara langsung di udara panas untuk membentuk gentian (contohnya, pengeluaran spandeks). Namun, dalam industri gentian karbon, ia sering disalahgunakan sebagai singkatan bagi "basah-letak kering-disyorkan" (DSWL).

Aliran proses
(1) Penyediaan Larutan: Larutkan polimer dalam pelarut mudah meruap
(2) Penyuntikan dan Pensejatan Pelarut: Larutan disuntik menerusi plat penyerbuk terus ke dalam terowong pemintalan berisi udara panas
(3) Pengumpulan Semula Pelarut: Pelarut yang tersejat dikumpul semula untuk diguna semula
(4) Pengumpulan Gentian: Gentian yang telah sepenuhnya memadat dililit dan dikumpulkan

Ciri-ciri Teknikal
(1) Bentuk merentas gentian yang pelbagai: Mampu menghasilkan gentian dengan keratan rentas tidak sekata
(2) Sistem pemulihan larutan kompleks: Memerlukan peralatan pemulihan larutan yang canggih
(3) Sesuai untuk polimer tertentu: Seperti sesetengah PAN terubah suai atau polimer prekursor gentian karbon lain

Jadual Perbandingan Komprehensif Tiga Teknologi Utama

Perbandingan Pelan Teknologi Syarikat Utama

Trend Perkembangan Masa Depan

(1) Pengoptimuman Teknologi Dry-Spray Wet-Spinning: Meningkatkan kelajuan pemintalan dan kualiti yang lebih stabil bagi mengurangkan kos gentian karbon prestasi tinggi.
(2) Pengemaskinian Pemintalan Basah: Meningkatkan prestasi gentian yang dipintal secara basah melalui penambahbaikan proses untuk mengembangkan pERMOHONAN medan.
(3) Inovasi Integrasi Proses: Membangunkan teknik pemintalan komposit baharu dengan menggabungkan kekuatan pelbagai proses.
(4) Pengeluaran Hijau: Mencipta sistem pelarut mesra alam untuk mengurangkan kesan alam sekitar semasa pengeluaran.

Sifat gentian karbon yang ringan namun kuat berasal daripada proses pengilangan yang halus. Daripada kematangan tradisional pemintalan basah kepada aplikasi khusus pemintalan kering, dan lompatan prestasi tinggi pemintalan kering-basah—setiap teknik mewakili titik puncak kreativiti saintis bahan.

Memahami perbezaan teknologi ini tidak sahaja menerangkan variasi harga yang luas antara gentian karbon, tetapi juga menunjukkan perjalanan sukar dan pencapaian luar biasa industri gentian karbon China apabila berubah daripada mengejar sehingga mampu bersaing setanding. Dalam perjalanan menjadi negara kuasa bahan, setiap kejayaan teknologi layak mendapat perhatian dan pujian kita.