Углеродные волокна на основе полиакрилонитрила-(ПАН-): Углеродные волокна на основе ПАН- формируются из полиакрилонитрила в несколько этапов: прядение, предварительное-окисление и карбонизация. Технология получения волокон-прекурсоров включает в себя в первую очередь этап производства прекурсора и последующие этапы окисления и карбонизации. На этапе производства прекурсора методы прядения подразделяются на мокрое прядение и сухое-струйное мокрое прядение, а производство полимеризационного раствора подразделяется на одно-и двух-стадийные процессы. Сухое-мокрое прядение с струей – это критически важный процесс для производства высоко-углеродных волокон-таких как марка Т1000-, который включает в себя экструзию полимерной пряжи через фильеру, позволяющую ей ненадолго пройти через воздушный зазор, а затем погружение в коагуляционную ванну. Эти волокна характеризуются высокой прочностью, высокой жесткостью, легким весом, высокой-термостойкостью, коррозионной стойкостью и особыми электрическими свойствами; они демонстрируют превосходные характеристики сжатия и изгиба и широко используются в армированных композитных материалах.
Углеродные волокна на основе пека-. Углеродные волокна на основе пека- производятся с использованием нефтяного пека или каменноугольного пека в качестве сырья и подвергаются процессу, включающему рафинирование пека, прядение, предварительное-окисление, а также карбонизацию или графитизацию. Пек-прекурсор подразделяется на два типа: изотропный и анизотропный (мезофазный). Изотропный пек обычно -выдувается из расплава или-формуется из расплава в рубленые волокна, тогда как мезофазный пек может быть -формован из расплава в непрерывные волокна, хотя процесс формования последнего технически более сложен. Стоимость сырья для волокон на основе пека-ниже, чем для углеродных волокон на основе ПАН-.
Углеродные волокна-на основе вискозного волокна. Углеродные волокна на основе-искусственного волокна получают из вискозных волокон,-которые состоят в основном из целлюлозы-в результате процесса, включающего дегидратацию, пиролиз и последующую карбонизацию.
Углеродные волокна, выращенные-фазой паровой фазы: Углеродные волокна, выращенные-фазой паровой фазы, синтезируются с использованием таких сырьевых материалов, как бензол или метан, с использованием переходных металлов (например, железа, кобальта, никеля), их сплавов или их соединений в качестве катализаторов, а также газообразного водорода в качестве газа-носителя в восстановительной атмосфере.
Исследования новых прекурсоров включают разработку прекурсоров углеродного волокна на основе лигнина-и био-сырья (например, сополимеров акрилонитрила и кротоната гуанидина) с целью либо снижения производственных затрат, либо повышения производительности.
Подготовка волокон-прекурсоров представляет собой критический этап производства углеродного волокна, на который приходится почти половина (примерно 51%) общей стоимости производства. Оптимизация процесса (например, контроль параметров коагуляционной ванны и степени вытяжки) имеет решающее значение для свойств волокна-предшественника.
