刘化虎，吴相升，宋会青（.安徽首文碳纤维有限公司，安徽蚌埠3300；.装甲兵学院研究生队，安徽蚌埠33050）



聚丙烯腈纤维的氧化碳化工艺

刘化虎1，吴相升2，宋会青1
（1.安徽首文碳纤维有限公司，安徽蚌埠233010；2.装甲兵学院研究生队，安徽蚌埠233050）

摘要：主要研究了氧化温度、氧化牵伸、碳化牵伸对最终碳纤维性能的影响，结果表明：氧化一区温度适中，可以避免纤维形成皮芯结构，从而制备强度较高的碳纤维；氧化一区施加适当的牵伸，可保持纤维取向，从而制备较高强度的碳纤维；碳化过程中，对低温碳化阶段施加适当的正牵伸，高温碳化阶段施加一定的负牵伸，能够提高碳纤维的力学性能。

关键词：聚丙烯腈纤维；氧化；碳化；碳纤维

1　引言

碳纤维是一种由非晶型碳组成、碳含量占90%以上的新型非金属材料。碳纤维及其复合材料具有高强、高模、耐高温、耐腐蚀、导电、比重小和热膨胀系数小等优异性能，目前已被广泛应用于航空、航天、汽车、化工、医疗器材以及文体用品等各个领域。目前市场上的碳纤维类型主要有聚丙烯腈基、沥青基和粘胶基。从碳纤维产量与质量以及产品应用等方面来看，聚丙烯腈碳纤维占主导地位。

聚丙烯腈碳纤维的制备过程包括：聚合、纺丝、预氧化、碳化以及后处理工序。其中，预氧化碳化是决定最终碳纤维性能的工艺过程，也是评价原丝质量好坏的重要步骤，因此至关重要。根据热处理温度的不同，碳化可分为低温碳化和高温碳化两个阶段。……