共聚聚丙烯腈樹脂如何制備

碳纖維是一種力學(xué)性能優(yōu)異的新材料，它不僅具有碳材料的固有特性，又兼?zhèn)浼徔椑w維的柔軟可加工性，是新一代增強(qiáng)纖維。聚丙烯碳纖維是一種以聚丙烯腈(PAN)、瀝青、粘膠纖維等為原料，經(jīng)預(yù)氧化、碳化、石墨化工藝而制得的含碳量大于90％的特種纖維。
主要生產(chǎn)工藝 

生產(chǎn)中制取聚丙烯腈纖維的過程是：先由丙烯腈和其他少量第二、第三單體(丙烯酸甲醋、甲叉丁二脂等)共聚生成共聚聚丙烯腈樹脂(分子量高于 6～8萬)，然后樹脂經(jīng)溶劑(硫氰酸鈉、二甲基亞礬、硝酸和氯化鋅等)溶解，形成粘度適宜的紡絲液，經(jīng)濕法、干法或干-濕法進(jìn)行紡絲，再經(jīng)水洗、牽伸、干燥和熱定型即制成聚丙烯腈纖維。若將聚丙烯腈纖維直接加熱易熔化，不能保持其原來的纖維狀態(tài)。因此，制備碳纖維時(shí)，首先要將聚丙烯腈纖維放在空氣中或其他氧化性氣氛中進(jìn)行低溫?zé)崽幚�，即預(yù)氧化處理。預(yù)氧化處理是纖維碳化的預(yù)備階段。一般將纖維在空氣下加熱至約270℃，保溫0.5h～3h，聚丙烯腈纖維的顏色由白色逐漸變成黃色、棕色，*后形成黑色的預(yù)氧化纖維。這是聚丙烯腈線性高分子受熱氧化后，發(fā)生氧化、熱解、交聯(lián)、環(huán)化等一系列化學(xué)反應(yīng)形成耐熱梯型高分子的結(jié)果。再將預(yù)氧化纖維在氮?dú)庵羞M(jìn)行高溫處理(l 600℃)，即碳化處理，則纖維進(jìn)一步產(chǎn)生交聯(lián)環(huán)化、芳構(gòu)化及縮聚等反應(yīng)，并脫除氫、氮、氧原子，*后形成二維碳環(huán)平面網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)和層片粗糙平行的亂層石墨結(jié)構(gòu)的碳纖維。

　　由PAN原絲制備碳纖維的工藝流程如下：PAN原絲→預(yù)氧化→碳化→石墨化→表面處理→卷取→碳纖維。

如何制備PAN 原絲 ，采用何種方式


在線  粉液混合機(jī) 

目前市場(chǎng)上大多數(shù)的分散機(jī)廠家生產(chǎn)出來的分散機(jī)轉(zhuǎn)速只能達(dá)到3000rpm左右，當(dāng)然我所說的都是指工業(yè)化的分散機(jī)。對(duì)于實(shí)驗(yàn)室小型分散機(jī)，由于電機(jī)（220V），軸等因素轉(zhuǎn)速可達(dá)30000rpm左右，但是這種實(shí)驗(yàn)室分散機(jī)無法對(duì)應(yīng)放大到生產(chǎn)中，所以在這里不做重點(diǎn)講訴。
                                      

3000轉(zhuǎn)乳化機(jī)的結(jié)構(gòu)大都都是直連電機(jī)，分散機(jī)的主軸和電機(jī)直連，電機(jī)就決定了主軸的轉(zhuǎn)速。而進(jìn)口分散機(jī)采用分體式結(jié)構(gòu)，通過皮帶進(jìn)行變速，XX設(shè)備由于結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)缺失、機(jī)械密封技術(shù)的不足的原因，以及改進(jìn)后成本大幅度的提高問題，一直無法實(shí)現(xiàn)高速分散機(jī)的自主研發(fā)和生產(chǎn)。

   主要有以下的幾個(gè)不同：

1 在線式分散乳化機(jī)的線速度更好，相比較而言，剪切力越高，分散乳化均質(zhì)的效果越好。

2 在線式的乳化頭的形式更是多樣化，處理的范圍個(gè)更廣，（物料的顆粒大小）, 但是有一個(gè)缺點(diǎn)就是不能處理太大的物料，而批次有這個(gè)方面的優(yōu)點(diǎn)，因?yàn)樗麄兛梢宰鳛橐粋�(gè)打碎機(jī)的作用來使用。

對(duì)實(shí)驗(yàn)室放大而言，如果在一噸以下而言的效果，批次分散乳化機(jī)不一定能夠保證有相同的線速度和相同的剪切力，這就可能造成在實(shí)驗(yàn)室效果不錯(cuò)，到了工業(yè)型就達(dá)不到效果。因?yàn)楣�業(yè)型批次的分散乳化機(jī)他們的速度和設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)決定沒有那么高的剪切力。而相對(duì)而言，管線式就沒有那么多的問題，他們可以保持相同的線速度和剪切力。（如在三噸的罐內(nèi)的批次分散乳化機(jī)，他們的軸大概有1-2米長，那么在3000轉(zhuǎn)的情況下，他們軸的運(yùn)轉(zhuǎn)偏心可能更大，可以達(dá)到1-2MM。 如果達(dá)到這么大的偏心,而為了保證正常運(yùn)轉(zhuǎn),就要求轉(zhuǎn)子/丁子的間隙增大,那么他們的剪強(qiáng)力就變小,）

當(dāng)用我們的設(shè)備好處是什么？效果好（研磨效果、均質(zhì)效果、分散效果、乳化效果……），速度快，效率高。每一臺(tái)設(shè)備都具有多功能改裝，根據(jù)不同的要求更換不同的模塊。還有什么？？？那就是能耗低，據(jù)用過依肯的設(shè)備客戶反應(yīng)，就電費(fèi)就能省下不少。如何去選擇一臺(tái)合適的設(shè)備，一定會(huì)做一個(gè)明智的選擇！

在線式高速分散機(jī)優(yōu)點(diǎn)

1  ERS2000系列作為一個(gè)用于混合分散工藝的設(shè)備,其具有連續(xù)式性操作,因此也被稱作連續(xù)式超高速混合乳化機(jī),能夠更好滿足大批量連續(xù)化生產(chǎn)作業(yè)要求.與傳統(tǒng)的批次乳化機(jī)相比具有以下優(yōu)勢(shì)

1分散效率高:批次乳化機(jī)在進(jìn)行乳化前往往需要預(yù)攪拌,在其基礎(chǔ)上才能實(shí)現(xiàn)較好的分散乳化混合效果.因此所需要時(shí)間更多,產(chǎn)量更小.適用于不連續(xù)生產(chǎn)或者產(chǎn)量較小的生產(chǎn).而連續(xù)式乳化機(jī)可以直接進(jìn)行投料,更短時(shí)間能夠?qū)崿F(xiàn)混合分散的顆粒經(jīng)的要求.產(chǎn)量大效率高,適用于連續(xù)式生產(chǎn),產(chǎn)量更大的情況.

2分散效果好：批次分散乳化機(jī)安裝在罐體內(nèi)，物料與乳化頭較松散，工作時(shí)依靠強(qiáng)大的吸力使物料進(jìn)入分散頭中，但在分散乳化過程中，存在部分物料逃逸的情況，混合乳化顆粒經(jīng)分布較寬，此外批次乳化機(jī)的分散頭為單層結(jié)構(gòu)。不能實(shí)現(xiàn)足夠小的顆粒經(jīng)要求。而連續(xù)式乳化機(jī)由于乳化腔體內(nèi)部設(shè)計(jì)足夠小，乳化頭與物料緊密接觸，剪切充分，同時(shí)乳化腔體設(shè)計(jì)成多層轉(zhuǎn)定子咬合結(jié)構(gòu)，優(yōu)化粗齒結(jié)構(gòu)，可以滿足混合乳化的顆粒經(jīng)分布較窄，效率更高

3 技術(shù)功能指標(biāo)更高：ERS2000系列管線式分散機(jī)和批次分散機(jī)比較在相同的馬達(dá)情況下，轉(zhuǎn)速有明顯優(yōu)勢(shì)，ERS2000轉(zhuǎn)速可以達(dá)到14000RPM，可以在更短的惡時(shí)間內(nèi)處理更多符合要求的物料，能夠?yàn)榇笈�量生產(chǎn)的企業(yè)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程的成本降低。
 

共聚聚丙烯腈樹脂制備