碳纖維定制加工-碳纖維紡絲工藝匯總并且進(jìn)行比較

碳纖維定制加工紡絲工藝比較原絲生產(chǎn)是碳纖維的核心技術(shù)，原絲的質(zhì)量好壞直接決定了碳纖維產(chǎn)品的質(zhì)量、產(chǎn)量、生產(chǎn) 成本和市場競爭能力。質(zhì)量低劣、均勻性差的絲在后續(xù)過程中會產(chǎn)生毛絲纏結(jié)、斷絲的情況， 導(dǎo)致原絲損耗。原絲成本是整個碳纖維生產(chǎn)成本比例最大的一部分，占 50％以上，所以控制 好原絲質(zhì)量至關(guān)重要。原絲按紡絲方法可分為濕法、干法、干濕法等。

濕法紡絲工藝濕法紡絲是將聚合物溶于溶劑中，通過噴絲孔噴出細(xì)流，進(jìn)入凝固浴形成纖維的紡絲方法， 其工藝流程包括制備紡絲原液、原液從噴絲孔出形成細(xì)流、原液細(xì)流凝固成初生纖維、最后 再將初生纖維卷裝或直接進(jìn)行后處理。濕法紡絲的速度較低，且工藝流程復(fù)雜，生產(chǎn)成本較 高。

干法紡絲工藝。 干法紡絲和濕法紡絲一樣，都是采用成纖高聚物的濃溶液來形成纖維，但與濕法紡絲不同的 是，干法紡絲時原液從噴絲孔壓出形成的細(xì)流是進(jìn)入凝固浴液，而是進(jìn)入紡絲甬道中。甬道 中的熱空氣流會使原液細(xì)流中的溶劑快速揮發(fā),并將揮發(fā)出來的溶劑蒸汽帶走。在逐漸脫去溶 劑的同時原液發(fā)生固化，經(jīng)拉伸定型洗滌干燥等后處理過程便可得到成品纖維。干法紡絲可 以進(jìn)行連續(xù)生產(chǎn)，且紡絲速度高、產(chǎn)量大、對環(huán)境污染少，并且纖維質(zhì)量及耐化學(xué)性和染色 性能比濕紡纖維好。干法紡絲的缺點在于生產(chǎn)的纖維耐氯性較差、工藝技術(shù)難度較大，生產(chǎn) 成本比干濕法高，比濕法低。

碳纖維定制加工噴濕紡絲工藝。干濕法，也稱干噴濕紡法，是將干法與濕法紡絲相結(jié)合的紡絲方法。干濕法紡絲是將紡絲原 液從噴絲頭壓出后，先經(jīng)過一段空氣層，再進(jìn)凝固浴，初生纖維從凝固浴液中導(dǎo)出后處理過 程與濕法紡絲相同。紡絲原液流出噴絲頭后通過空氣層時形成的纖維能在空氣層中經(jīng)受噴絲 頭拉伸，并且液流脹大區(qū)形變不大，這樣可進(jìn)行高倍的噴絲頭拉伸。根據(jù)《高分子材料加工 工藝學(xué)》書中提到，絲條進(jìn)入凝固浴時已有一定取向度，且脫溶劑化程度較高，能快速固化， 因此紡絲速度比一般濕法紡絲快 5～10 倍，可達(dá)到 200～400m/min，紡絲機(jī)的生產(chǎn)率能極 大提高。干濕法紡絲溶液黏度可達(dá) 50～100Pa〃s 及以上，可提高紡絲原液的濃度，減少溶 劑的回收及單耗。此外，相比于濕法紡絲，干濕法能比較有效地調(diào)節(jié)纖維的結(jié)構(gòu)形成過程。 干噴濕紡工藝生產(chǎn)效率高、生產(chǎn)出的碳纖維品質(zhì)好、生產(chǎn)成本低。美國日本的碳纖維龍頭公 司掌握干濕法技術(shù)，使用干濕法生產(chǎn)的碳纖維棒成為主流，但同時干濕法也是碳纖維行業(yè)公認(rèn) 的難以突破的紡絲技術(shù)。國內(nèi)中復(fù)神鷹于 2013 年率先突破技術(shù)難關(guān)，其干噴濕紡高性能碳 纖維工程化項目順利通過國家級鑒定。