ड्राई-स्पन वेट-फर्म्ड बनाम ड्राई प्रक्रिया बनाम वेट प्रक्रिया

कार्बन फाइबरलाई "नयाँ सामग्रीहरूको राजा" को रूपमा प्रशंसा गरिन्छ, जुन एयरोस्पेस, सवारी साधनको उत्पादन, खेलकुद उपकरण, र अन्य क्षेत्रहरूमा व्यापक रूपमा प्रयोग हुन्छ। तर के तपाईंले थाहा छ? कार्बन फाइबरभित्र पनि, उत्पादन प्रक्रियाहरू ठूलो मात्रामा भिन्न हुन सक्छन्। आज, हामी कार्बन फाइबर उत्पादनका तीन वटा प्रमुख प्रविधिहरू—ड्राइ-जेट-स्पिनिङ, ड्राइ-स्पिनिङ, र वेट-स्पिनिङ—को व्यापक विश्लेषण गर्नेछौं, र प्रमुख घरेलु र अन्तर्राष्ट्रिय कम्पनीहरूले यी प्रविधिहरू चयन गर्ने तरिकालाई हेर्नेछौं।

ड्राइ-जेट-वेट-स्पिनिङ (उच्च प्रदर्शन वाला कार्बन फाइबरको लागि मुख्यधारा छनौट)

परिभाषा

ड्राइ-स्प्रे वेट-स्पिनिङ, नामले नै सुझाव दिए जस्तै, "ड्राइ-स्पिनिङ" र "वेट-स्पिनिङ" दुवै प्रक्रियाहरूका विशेषताहरू समावेश गर्दछ। यो तकनीक मुख्यतः उच्च प्रदर्शन वाला PAN-आधारित कार्बन फाइबर प्रिकर्सर उत्पादनका लागि प्रयोग गरिन्छ।

प्रक्रिया प्रवाह
(१) स्पिनिङ घोल तयारी: पोलीएक्राइलोनाइट्राइल (PAN) लाई एउटा विशिष्ट विलायकमा घोलेर एउटा चिपचिपा स्पिनिङ घोल बनाइन्छ।
(2) सुख्खा-स्प्रे चरण: स्पिनिङ समालोहलाई स्पिनरेट प्लेट मार्फत बाहिर निकालिन्छ र यसले पहिले एउटा वायु पर्त (सामान्यतय केही मिलिमिटर देखि सेन्टिमिटर सम्म) बाट गुजर्छ।
(3) वेट-स्पिनिङ चरण: तन्तु समूह त्यसपछि एक सकागुन बाथमा प्रवेश गर्छ, जहाँ यसले छिटो सुदृढ हुन्छ र निर्माण गर्छ।
(4) पश्चात्-प्रक्रियाकरण: धुलाई, तान्ने, तेल लगाउने, र सुख्खा गर्ने जस्ता चरणहरू बाट गुज्रने पछि, कार्बन फाइबर प्रागामी अन्तत: निर्माण गरिन्छ।

प्रविधिक फाइदाहरू
(1) बढी एकसमान फाइबर संरचना: वायु पर्तको भित्रको तनावले आणविक श्रृंखलाको अभिविन्यास सुधार गर्छ
(2) चिकन सतह: सतहका दोषहरू घटाउँछ, जसले अन्तिम कार्बन फाइबरको यान्त्रिक गुणहरूलाई बढाउँछ
(3) उच्च उत्पादन दक्षता: स्पिनिङ गति वेट स्पिनिङको तुलनामा २-३ गुणा पुग्छ
(4) उच्च प्रदर्शन फाइबर उत्पादनका लागि उपयुक्त: जस्तै T700, T800, र उच्च ग्रेडका कार्बन फाइबरहरू

वेट स्पिनिङ (पारम्परिक परिपक्व)

परिभाषा

वेट स्पिनिङ कार्बन फाइबर प्रागामीको औद्योगिक उत्पादनको सबैभन्दा पुरानो विधि हो। यद्यपि यसले प्रविधिमा परिपक्वता प्राप्त गरेको छ, यसमा केही सीमाहरू छन्।
एक पोलिमरलाई एक केन्द्रित घोल (स्पिनिङ बाथ) बनाउन उपयुक्त विलायकमा घोलिन्छ। यो घोललाई त्यसपछि स्पिनरेटका सूक्ष्म छिद्रहरू मार्फत बाहिर निकालिन्छ र सीधा गैर-विलायक युक्त ठोसीकरण स्नानमा इन्जेक्ट गरिन्छ। स्नानभित्र, स्पिनिङ प्रवाहमा रहेको विलायक र स्नानमा रहेको गैर-विलायक बीच द्विदिशात्मक विसरण हुन्छ। यसले पोलिमरलाई अवक्षेपित र ठोस बनाउँछ, प्राथमिक तन्तुहरू निर्माण गर्छ।

प्रक्रिया प्रवाह
(१) स्पिनिङ घोल तयारी: PAN लाई विलायक (जस्तै DMF, DMSO) मा घोलियो
(२) सीधा ठोसीकरण: स्पिनरेटबाट स्पिनिङ घोललाई सीधा ठोसीकरण स्नानमा बाहिर निकाल्नु
(३) चरण अलगाव ठोसीकरण: द्विदिशात्मक विसरण प्रक्रियाबाट ठोसीकरण प्राप्त गर्नु
(४) पश्च उपचार: धुने, तान्ने, सुकाउने, आदि

तकनीकी विशेषताहरू
(१) सीमित अनुप्रस्थ काट आकृतिहरू: मुख्यतया गोल वा अण्डाकार
(२) अपेक्षाकृत कम स्पिनिङ गति: सामान्यतया ५०–१५० मि/मिनेट
(३) सतहका दोषमा सजिलै पर्ने: सतहका छिद्रहरू र खाँचोमा संवेदनशील
(4) अपेक्षाकृत सरल उपकरण: मध्यम देखि निम्न प्रदर्शनका कार्बन फाइबर उत्पादनका लागि उपयुक्त

सुख्खा स्पिनिङ (विशेष कार्बन फाइबर चयन)

परिभाषा

सुख्खा स्पिनिङ कार्बन फाइबर प्रीक्युर्सर तयार पार्ने अर्को महत्वपूर्ण विधि हो, जुन विशेष गरी केही विशेष कार्बन फाइबरको उत्पादनमा प्रयोग हुन्छ।
सुख्खा स्पिनिङमा स्पिनरेटहरू मार्फत बहुलक समाधानलाई निकाल्ने र तातो हावामा सिधै घोलक वाष्पीकरण भएर फाइबर बनाउने काम समावेश छ (जस्तै स्पेन्डेक्स उत्पादन)। तर, कार्बन फाइबर उद्योगभित्र, यसलाई प्रायः "सुख्खा-स्पन वेट-लेड" (DSWL) को लागि संक्षिप्त रूपको रूपमा गलत तरिकाले प्रयोग गरिन्छ।

प्रक्रिया प्रवाह
(1) समाधान तयारी: घोलिएको बहुलकलाई वाष्पशील घोलकमा घोल्नुहोस्
(2) निकासी र घोलक वाष्पीकरण: समाधानलाई सिधै तातो हावाले भरिएको स्पिनिङ सुरूङमा स्पिनरेट प्लेटबाट निकालिन्छ
(3) घोलक पुनःप्राप्ति: वाष्पीकृत घोलकलाई पुनः प्रयोगका लागि संकलन गरिन्छ
(4) फाइबर संकलन: पूर्ण रूपमा ठोस भएका फाइबरहरू लपेटेर संकलन गरिन्छ

तकनीकी विशेषताहरू
(1) विविध फाइबरको अनुप्रस्थ काट: अनियमित अनुप्रस्थ काट भएको फाइबर उत्पादन गर्न सक्ने
(2) जटिल द्रवण निकाल्ने प्रणाली: द्रवण निकाल्ने जटिल उपकरणको आवश्यकता
(3) विशिष्ट पोलिमरहरूका लागि उपयुक्त: केही परिवर्तित PAN वा अन्य कार्बन फाइबर पूर्ववस्तु पोलिमरहरू जस्तै

तीन प्रमुख प्रविधिहरूको विस्तृत तुलन सारणी

प्रमुख कम्पनीहरूको प्राविधिक मार्गचित्रको तुलना

अनलाईन विकासका दिशाहरू

(१) ड्राइ-स्प्रे वेट-स्पिनिङ्ग प्रविधिको अनुकूलन: उच्च प्रदर्शन वाला कार्बन फाइबरको लागत थप घटाउन उच्च स्पिनिङ्ग गति र थप स्थिर गुणस्तरको ओर बढाव दिँदै
(२) वेट स्पिनिङ्गको उन्नति: प्रक्रिया सुधार मार्फत वेट-स्पन फाइबरहरूको प्रदर्शन बढाएर विस्तार गर्नु प्रयोग क्षेत्रहरू।
(३) प्रक्रिया एकीकरण नवीनता: विभिन्न प्रक्रियाहरूको शक्तिहरूको संयोजन गरेर नयाँ संयुक्त स्पिनिङ्ग तकनीक विकास गर्नु
(४) ग्रीन निर्माण: उत्पादनको समयमा पर्यावरणीय प्रभाव घटाउन इको-अनुकूल द्रवक प्रणाली सिर्जना गर्नु

कार्बन फाइबरको हल्का तर टिकाउ प्रकृति सावधानीपूर्वक सुधारिएको उत्पादन प्रक्रियाबाट आउँछ। ओस स्पिनिङ्गको पारम्परिक परिपक्वताबाट लिएर सुख्खा स्पिनिङ्गको विशेष अनुप्रयोगहरू, र सुख्खा-ओस स्पिनिङ्गको उच्च प्रदर्शन विस्फोट—प्रत्येक तकनीकले सामग्री वैज्ञानिकहरूको नवाचारको क्रिस्टलीकरणलाई प्रतिनिधित्व गर्दछ।

यी प्राविधिक भिन्नताहरूलाई बुझ्नुले केवल कार्बन फाइबरहरूको बीचमा फराकिलो मूल्य भिन्नतालाई बताउँदैन, तर चीनको कार्बन फाइबर उद्योगको कठिन यात्रा र उल्लेखनीय उपलब्धिहरूलाई पनि उजागर गर्दछ जुन पछि पछि लाग्नुभन्दा लयमा रहन संक्रमण गर्दैछ। सामग्री शक्तिमा बन्नको यात्रामा, प्रत्येक प्राविधिक विस्फोटले हाम्रो ध्यान र तालीको योग्यता राख्छ।