聚丙烯腈基碳纤维生产技术PDF电子书下载

1 PAN基碳纤维的生产技术 1

1.1 PAN纺丝液的制备 3

1.1.1 概述 3

1.1.2 硝酸法丙烯腈聚合 9

1.1.3 DMSO法丙烯腈聚合 17

1.1.4 发展趋势 35

1.2 PAN原丝的制备 36

1.2.1 湿法纺丝凝固成型过程中的双扩散 37

1.2.2 硝酸一步法纺丝 39

1.2.3 DMSO一步法纺丝 47

1.2.4 硝酸法和DMSO法纺丝工艺比较 59

1.2.5 发展趋势 60

1.3 PAN原丝的预氧化与碳化 64

1.3.1 PAN原丝的预氧化 64

1.3.2 PAN原丝的碳化 77

1.3.3 PAN原丝预氧化及碳化过程中的张力变化 86

1.3.4 碳纤维灰分的产生及控制方法 87

1.4 碳纤维表面处理 88

1.4.1 阳极电解氧化法 88

1.4.2 阳极电解氧化法的表面处理装置 90

1.4.3 气相氧化法 94

1.4.4 气液双效处理法 97

1.4.5 发展趋势 98

1.5 上胶处理 100

1.5.1 上胶剂的种类 100

1.5.2 上胶工艺 102

1.5.3 上胶处理对碳纤维性能的影响 105

参考文献 106

2 PAN基碳纤维生产中的关键设备 109

2.1 聚合反应器 111

2.1.1 聚合反应器的型式及特点 111

2.1.2 不同体积釜式反应器的结构 111

2.2 脱单脱泡器 116

2.2.1 脱单脱泡器种类 116

2.2.2 PAN原丝生产中使用的脱单脱泡器 117

2.3 纺丝机 119

2.3.1 纺丝机的组成 119

2.3.2 凝固浴槽的组成 120

2.3.3 凝固浴循环系统的组成 121

2.3.4 凝固浴的布置形式 121

2.4 水洗机 122

2.4.1 水洗机的组成 122

2.4.2 水洗机的排布方式及特点 123

2.5 保压蒸汽牵伸箱 124

2.5.1 保压蒸汽牵伸箱的组成 125

2.5.2 保压蒸汽牵伸箱的辅助装置 126

2.6 氧化炉 126

2.6.1 氧化炉的设计原则 127

2.6.2 结构形式 129

2.6.3 防火措施 133

2.6.4 发展趋势 133

2.7 碳化炉 135

2.7.1 低温碳化炉 135

2.7.2 高温碳化炉 139

2.8 退丝纱架 148

2.8.1 机械式退丝纱架 148

2.8.2 电子式退丝纱架 149

2.8.3 纱架的放纱系统 150

2.9 卷绕机 151

2.9.1 原丝卷绕机 151

2.9.2 碳纤维卷绕机 153

参考文献 155

3 DMSO溶剂回收技术 157

3.1 单塔间歇蒸馏 159

3.1.1 流程概述 159

3.1.2 工艺过程 159

3.2 双塔半连续精馏 160

3.2.1 流程概述 160

3.2.2 工艺过程 161

3.3 多塔连续精馏 162

3.3.1 流程概述 162

3.3.2 工艺过程 163

3.3.3 回收DMSO产品的应用评价 165

参考文献 167

4 PAN基碳纤维安全生产及废气处理技术 169

4.1 碳纤维粉尘的危害及处理方法 171

4.2 丙烯腈聚合废料及尾气处理技术 172

4.2.1 固体及胶液废料的处理 172

4.2.2 聚合单元丙烯腈废气的处理 173

4.3 碳化废气焚烧技术 174

4.3.1 废气的特性 174

4.3.2 处理方法 175

4.3.3 排放标准 188

参考文献 188

5 PAN基碳纤维生产过程中的分析测试 191

5.1 原料的分析检测 193

5.1.1 丙烯腈 193

5.1.2 衣康酸 195

5.1.3 丙烯酸甲酯 197

5.1.4 偶氮二异丁腈 198

5.1.5 二甲基亚砜 201

5.2 中间过程控制分析检测 203

5.2.1 聚合液黏度 203

5.2.2 聚合液转化率 204

5.2.3 聚合液残余单体 205

5.2.4 原丝中残余二甲基亚砜（DMSO）含量的测定 205

5.2.5 纤度 207

5.2.6 单丝强度、模量、伸长率 208

5.2.7 含油率 209

5.2.8 直径不均率 210

5.2.9 沸水收缩率 210

5.3 碳纤维产品的分析检测 211

5.3.1 密度 211

5.3.2 复丝拉伸强度、拉伸模量、断裂延伸率 212

5.3.3 表面上胶剂含量 217

5.3.4 复合材料层间剪切强度 218

5.3.5 钩接强力 220

5.3.6 灰分 221

5.3.7 饱和吸水率 222

5.3.8 碳含量 222

5.3.9 碱及碱土金属离子含量 224

5.3.10 碳纤维的直径、截面形态、表面形貌 225

参考文献 226

6 碳纤维复合材料 227

6.1 碳纤维复合材料的制备技术 229

6.1.1 碳纤维增强树脂基复合材料 229

6.1.2 碳／碳复合材料（C/C） 242

6.1.3 其他复合材料 245

6.2 碳纤维复合材料的应用领域 249

6.2.1 国内外碳纤维复合材料的整体需求 249

6.2.2 碳纤维复合材料在三大领域的应用 250

6.2.3 在其他领域中的应用 267

6.3 碳纤维复合材料的回收利用 269

参考文献 271