今朝活性炭纤维的主产如聚丙烯腈基和沥青基、黏胶基,其他炭纤维很少,下面以3种出产工艺技巧为主进行先容。
1.沥青基活性炭纤维出产工艺
沥青基活性炭纤维又分为通用型沥青基活性炭纤维和高机能沥青基活性炭纤维2种。
1.1通用型沥青基活性炭纤维出产工艺
先将石油(petro)沥青进行调制处置和熔融纺丝,再进行碳化处置即得炭纤维。通用型沥青基活性炭纤维一般只能用作复合材料加强剂、吸附剂、体裁用品等,是以对沥青的预处置没有太高的请求。
1.2高机能沥青基活性炭纤维出产工艺
高机能沥青基活性炭纤维的出产原料为中心(jiān)相沥青,选择(zé)中心相沥青的出产方式主要依据原料的性质、构成来断定,对氮、氧、硫含量较高的原料需进行预处置;对组分轻的原料要进行改质使其缩聚。热聚合工序是出产中心相沥青的要害工序,其工艺前提是研讨的重点。以中心相沥青为原料制备沥青基活性炭纤维的方式如下:中心相沥青经熔融纺丝制成沥青纤维,沥青纤维进行不融化处置制成不融化沥青纤维,不融化沥青纤维经碳化和石墨化处置制成高机能沥青基炭纤维,后把沥青基炭纤维活化就可(kě)以出产出高机能沥青基活性炭纤维。由于沥青基活性炭纤维出产项目投资大、风险大、技巧受封闭等原因,所以中国国内沥青基活性炭纤维财产成长迟缓。
2.聚丙烯腈(PAN)基活性炭纤维出产工艺
2.1聚丙烯腈基活性炭纤维出产工艺概况
聚丙烯腈基活性炭纤维的构造是无定形石墨碳,含有六角碳层,碳层中有各类尺寸的缝(fèng)隙,并且从小裂缝到大裂缝依次摆列。由聚丙烯腈原丝制备聚丙烯腈基活性炭纤维的工艺流程如下:PAN原丝→预氧化→700℃ 以下碳化→高于700℃碳化、活化同时进行→概况处置→卷取→聚丙烯腈基活性炭纤维。
2.2黏胶基活性炭纤维的出产工艺
制备黏胶基活性炭纤维的出产工序如下:黏胶基纤维→水洗→催化浸渍→碳化→活化→概况处置→黏胶基活性炭纤维。第1阶段:温度为25-150℃,脱除物理吸附的水分,有利于高温脱除构造水。第2阶段:温度为150-240℃,脱除分(fèn)子构造内的水,天生羰基、酮基、烯醇基或羧基的链段。温度为240-400℃时为剧烈反映区,主如果2个竞争反映。一是1,4一苷基热裂解天生脱水环,1,6一苷基脱水天生左旋葡萄糖,并在较高温度下转化为焦油;二是脱水纤维素环进一步深条理脱水天生脱水纤维素,环内热稳固性差的C-C和C-O热裂解天生C4残链。第3阶段:温度为400-700℃,C4残链芳构化,缩聚为6个碳原子的石墨层片,当温度高于700℃时,缩聚层面敏捷扩展,摆列慢慢有序化,转化为乱层石墨构造。
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