黄金为什么是黑色的,制备成功的关键
网上有很多关于黄金为什么是黑色的,制备成功的关键的知识，也有很多人为大家解答关于黄金为什么是黑色的的问题，看百科为大家整理了关于这方面的知识，让我们一起来看下吧!本文目
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本文目录一览：
1、黄金为什么是黑色的
黄金为什么是黑色的
碳纤维工艺复杂，技术壁垒高
碳纤维的生产主要分为四步：一、原丝制备（聚合和纺丝）：将丙烯腈单体经过聚合得到纺丝原液，再将原液经过纺丝形成纤维原丝；二、预氧化：把原丝整理，送入氧化炉，在空气的气氛下制得预氧化纤维（俗称预氧丝）；三、碳化：预氧丝在氮气的保护下进入碳化炉经碳化得到碳纤维；四、表面处理/上浆：碳纤维经表面处理、上浆，再经烘干可得到碳纤维产品。
来源：中简科技招股说明书
原丝环节技术壁垒高，原丝质量是关键
碳纤维制造整体过程流程长，工序复杂，在整个制造过程中，连续走丝，为了保证最终产品上乘的质量和优异的性能，原丝的质量尤为重要，碳纤维属脆性材料，原丝的微观形态结构与其致密性直接影响碳纤维的拉伸强度等力学性能，如若微观形态存在缺陷，那碳纤维的质量及性能必定存在缺陷，因此，提升碳纤维的强度等力学性能，采取的措施就是减少纤维内在缺陷数量和尺寸，其缺陷分为表面缺陷和内部缺陷，而表面缺陷是造成终端产品缺陷的主要原因，占其中90%。
原丝制备是整个流程中的关键环节，分为聚合、纺丝、后处理三步，碳纤维按照丝束规格可分为大丝束与小丝束纤维，参照的标准是每束碳纤维中所含有的单纤维根数，1 K即一束碳纤维含有1000根单丝，48 K以上为大丝束，24 K以下为小丝束，纺丝数量增加，保持纺丝的一致性难度加大，因此，大丝束的技术壁垒相对小丝束来说更高，小丝束的技术已相对成熟，已被广泛应用于航空航天高端领域，大丝束的生产技术与小丝束相差甚远，若在制造过程中，原丝打结，断裂、粘连，都会影响碳纤维的性能，一般合格的原丝，每2.2kg的原丝能生产1kg的碳纤维，如若原丝质量差，那生产出的碳纤维量则会减少，从而成本升高，因此，大丝束的应用领域现在偏向于民用，且对于生产原丝的厂家有着高要求，原丝成本能占到整个生产成本的五成以上，所以原丝质量过关是重中之重。
聚合是原丝制备的关键步骤，原料丙烯腈单体在二甲基亚砜（DMSO）溶剂中与共聚单体，在偶氮二异丁腈作为引发剂的条件下，按照一定的投料比投入聚合釜中，在特定的温度下进行聚合反应，再经脱单、脱泡处理即可获得聚丙烯腈原液。聚合过程中有很多影响因素，如聚合反应的温度、水和单体之间的比例、引发剂的用量等，均可影响聚合反应的结果，从而影响生成原液的质量，就温度来说，大家应该比较熟悉，能影响反应速率，温度较低，速率减慢；温度升高，反应速率增快，但是温度高会影响聚合物的立构规整性，导致其变差，从而使得原丝的质量变差，所以温度一定要选择最合适的；而引发剂的用量、水和单体的比例则会影响聚合物的分子量，而分子量及其分布也是衡量聚合物优质的一个重要指标，分子量较高与合适的分布就能生产出优等质量的原丝。
来源：申万宏源
原丝制备工艺路线
目前，企业常用的技术路线有两种，分别为一步法和两步法，它们是根据反应的连续性来区别，一步法，顾名思义，一步聚合直接制备PAN纺丝原液；两步法，采用的是非均相溶液聚合法，首先通过水相沉淀聚合得到粉末状PAN聚合物，再经过粉碎、烘干等一系列后处理，最后用可溶PAN粉末的有机溶剂来配置成PAN纺丝原液。
一步法&两步法原丝制备过程
聚合工艺一步法与两步法对比
原丝制备的第二步是纺丝，已经通过聚合得到了PAN纺丝原液，接着在压力的作用下，将原液挤出喷丝孔，使其进入凝固浴中，细细的液流在其中会凝固成为凝胶纤维，要经过两凝固浴才能生成PAN原丝，在第一凝固浴直接细流凝固成形，转化为PAN初生纤维，初生纤维在第二凝固浴中经一系列后处理工序进一步加工为PAN原丝，首先进行的工序是牵伸处理：预牵伸、高温空气牵伸、水洗、致密化牵伸、蒸汽牵伸，牵伸的目的是为了使纤维中聚合物分子链沿纤维轴取向排列，进一步提高其取向度，改善纤维的力学性能。一次牵伸肯定是无法达到预期的目的的，因此，采取了一系列牵伸动作，包括在高温和蒸气条件下，进行牵伸动作，这样多次牵伸，使得牵伸倍数更高，原丝质量更优质，强度更高。
从原液到原丝工艺流程
纺丝工艺分为三种：湿法纺丝、干法纺丝和干喷湿纺，目前，使用较为广泛的方法是湿法纺丝和干喷湿纺。由于发展历程、产业背景不同，原丝生产商在聚合、纺丝工段选择的工艺路径也不尽相同。如纺丝过程就形成了湿法纺丝、干法纺丝和干喷湿纺三种工艺，其中湿法纺丝更适合大丝束原丝生产，日本东邦等厂商即采用湿法纺丝，干喷湿纺更适合小丝束原丝生产，日本东丽、中简科技、中复神鹰均采取干喷湿纺技术生产原丝。
干法纺丝、温法纺丝和干喷湿纺的主要特点对比
湿法纺丝是PAN纤维纺丝方法中最传统、应用最广泛的纺丝方法，首先将纺丝溶液经过滤、脱泡处理，在计量泵的精确计量以后，精准地进入凝固浴中的喷丝头，再从其中挤出，直接进入到凝固浴，细流内的溶剂与凝固浴进行双扩散，在凝固浴中形成丝条，由于浓度差异，纺丝细流会产生由表及里的剧烈凝固，因为其过程是由表及里，表、里的剧烈程度就会存在差异，扩散的时间也不同，导致内在结构与表层结构差异性较大，表层结构较内层结构规整，内层结构较为松散，使得整体结构杂乱，这样的原丝缺陷就会“遗传”给碳纤维，且工艺流程复杂，制造成本较高，湿法纺丝适合线密度小于1的原丝和大丝束碳纤维的制备，日本东丽公司的T300、T800H产品采用的就是湿法纺丝工艺。
湿法纺丝示意图
若聚合物能在沸点较低、溶解性能好的溶剂中制得纺丝原液，那就可以将原液在从微小而细的孔中喷出到高温气体中，在此环境下，溶剂极易挥发，聚合物则逐渐凝固，再经后处理工序便可得到纤维产品，此方法可连续生产、纺丝速度较湿法高、对环境友好、产能高等，也存在一定缺点，如工艺技术难度大、生产成本较干喷湿纺来说高、耐氯性较差。
干法纺丝工艺过程示意图
干喷湿纺是将干法纺丝和湿法纺丝结合起来的纺丝方法，将制备好的纺丝原液在高压条件下，由喷丝头喷出，首先经过一段3-10 mm的空气夹层（即“干喷”段），在此夹层中，受到的阻力小，有利于提高其取向度，然后进入低温的凝固浴，在此进行双扩散和相分离，完成固化成型，最终形成成品纤维，干湿法制得的纤维密度较高、表面平滑、无凹槽、生产出的原丝性能高，质量好。干湿法较湿法纺丝增加了在空气层的“干喷”段，在空气层中发生了物理变化，表面形成一层致密的薄膜，这样就减少大孔洞的形成，得到的纤维丝束更加均匀、紧密。
干喷湿纺工艺过程示意图
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