Суво-попнуто мокро-обличено против сувог процеса против мокрог процеса

Угледна влакна се поздрављају као "краљ нових материјала", и широко се користе у ваздухопловству, аутомобилској производњи, спортској опреми и другим областима. Али, да ли си знао? Чак и у угљенском влакна, производњи могу бити драматично различити. Данас ћемо свеобухватно анализирати три кључне технологије за производњу угљенских влакана - суво струјно спиннинг, суво спиннинг и влажно спиннинг - и испитати како велике домаће и међународне компаније бирају ове технологије.

Суво-жир-мокра спининг (Главни избор за високо перформансно угљенско влакно)

Дефиниција

Суво-спреј мокро спиннинг, као што и назив указује, комбинује карактеристике и "сувог спиннинга" и "мокрог спиннинга" процеса. Ова техника се првенствено користи за производњу високоперформансних прекурсора угљенских влакана на бази ПАН-а.

Процесни ток
(1) Припрема раствора за вртање: Полиакрилонитирил (ПАН) се раствора у специфичном растворитељу како би се формирао вискозни раствор за вртање.
(2) Стап сувог прскања: Раствор за вртење се екструдира кроз плочу за вртење и прво пролази кроз слој ваздуха (обично неколико милиметара до центиметара).
(3) Стадијум мокрог вртања: Затим се влакна улазе у купање за коагулацију, где се брзо учвршћују и формирају.
(4) Последична обрада: Процесима као што су прање, истезање, уљавање и сушење, на крају се формира прекурсор угљенских влакана.

Техничке предности
(1) Једноставнија структура влакана: Напетост унутар слоја ваздуха побољшава оријентацију молекуларног ланца
(2) Глатка површина: смањује дефекте на површини, побољшавајући механичка својства завршног угљенског влакана
(3) Виша ефикасност производње: Брзина вртања достиже 2-3 пута већу од брзине мокрог вртања
(4) Погодан за производњу влакана високих перформанси: као што су Т700, Т800 и вишег квалитета угљеника

Мокра вртања (традиционално зрело)

Дефиниција

Мокро спиннинг је најранија метода за индустријску производњу прекурсора угљенских влакана. Иако је технички зрела, има одређене ограничења.
Полимер се раствора у одговарајућем растварачу како би се формирало концентрисано раствор (рачупљање бане). Овај раствор се затим екструдира кроз микропоре спинерете и директно убризгава у калу за зацвршћивање која садржи нерастворивач. У купатилу се двосмерна дифузија јавља између растварача у струји вртења и нерастварача у купатилу. То доводи до тога да полимер опече и учврсти, формирајући примарна влакана.

Процесни ток
(1) Припрема раствора за вртање: ПАН растворен у растворитељу (нпр. ДМФ, ДМСО)
(2) Директно учвршћивање: раствор за вртење екструдиран из спинернета директно у купач за учвршћивање
(3) Фаза раздвајање Зацвршћење: Зацвршћење постигнуто бидирекционим процесом дифузије
(4) После обраде: прање, истезање, сушење итд.

Техничке карактеристике
(1) Ограничени облици пресек: углавном кружни или овални
(2) Релативно ниска брзина вртења: обично 50150 м/мин
(3) Погодан за површене дефекте: Осетљив на површене поре и жлебове
(4) Релативно једноставна опрема: погодна за производњу угљенских влакана средње до ниске перформансе

Суво спиннинг (специјална селекција угљенских влакана)

Дефиниција

Суво спиннинг је још једна значајна метода за припрему прекурсора угљенских влакана, посебно коришћених у производњи одређених специјалних угљенских влакана.
Суво спинринг укључује екструдирање раствора полимера кроз спинерене, где растварач испарава директно у врућем ваздуху како би формирао влакна (нпр. производња спандекса). Међутим, у индустрији угљенских влакана, често се погрешно користи као скраћеница за "суво-спин-мокро-ложено" (ДСВЛ).

Процесни ток
(1) Припрема раствора: Растворите полимер у летљивом растворитељу
(2) Екструзија и испаравање растварача: Раствор се екструдира кроз плочу за вртење директно у тунел за вртење испуњен врућим ваздухом
(3) Опоравак растварача: испаривши растварач се опоравак за поновно коришћење
(4) Прикупљање влакана: У потпуности чврстог влакана, навртају се и прикупљају

Техничке карактеристике
(1) Различити облици пресекних влакана: Способни за производњу влакана са неправилним пресекним
(2) Комплексан систем рекуперације растворитеља: Потребна је софистицирана опрема за рекуперацију растворитеља
(3) Погодан за специфичне полимере: као што су одређени модификовани ПАН или други полимери прекурсора угљенских влакана

Свеобухватна таблица упоређивања три главне технологије

Сравњавање великих корпоративних технолошких путева

Trendovi buduće razvoja

(1) Оптимизација технологије сувог-спреја мокрог спининга: напредовање ка већој брзини спининга и стабилнијем квалитету како би се још више смањила цена високоперформансних угљенских влакана.
(2) Побољшавање мокрог плетени: Побољшавање перформанси влажног плетених влакана кроз побољшања процеса за проширење примена поља.
(3) Инновација интеграције процеса: Развити нове технике плетања композитних материја комбиновањем снага различитих процеса.
4) Зелена производња: креирајте еко-пријатељске системе растворача како бисте смањили утицај на животну средину током производње.

Лаганост и издржљивост угљенских влакана потичу из прецизно прерађених процеса производње. Од традиционалне зрелости мокрог пјења до специјализованих примена сувог пјења и високо-перформансних пробоја сухо-мокрог пјењања, свака техника представља кристализацију находљивости научника материјала.

Разумевање ових технолошких разлика не само да објашњава велике разлике у ценама међу угљенским влакнама, већ и осветљава тежак пут и значајна достигнућа кинеске индустрије угљенских влакана док се прелази од ухвативања до одржавања темпа. На путу да постанемо материјална сила, сваки технолошки пробив заслужује нашу пажњу и аплауз.