干喷湿纺法解决碳纤维生产技术难题

日期：2015-02-09 16:12阅读次数：

　　干喷湿纺，顾名思义即纺丝液经喷丝孔喷出后不立即进入凝固进行双扩散、相分离和形成丝条。如果说成纤是一物理过程，在干段发生的物理变化有利于形成致密化和均质化的丝条，为生产高性能原丝奠定了基础。

（图示：碳纤维板）

　　干喷湿纺的环境显著不同于湿法和干纺，他们的差异有一下几点：

　　1.纺丝液离开喷丝孔后，纺丝液细流先经过空气层，然后才进入凝固浴。在空气层，可近似看做溶剂和沉淀剂为0.

　　2.在喷丝孔出口处，由于干喷湿纺可实现在牵伸，可能把胀大部分被牵伸变细后才进入凝固浴。因此，干喷湿纺纺出的原丝和所制碳纤维表面较平滑而无沟槽。

　　3.湿纺凝固浴温度较高，一般采用50——60℃。因为湿纺的固含量较低，高温促进双扩散进行，防止丝条表面粘接。但是，凝固浴温度也布能太高。高温促进丝条之间的热容并。对于干喷湿纺，凝固浴采用低溶剂质量分数配比和低温凝固。

　　4.同样的纺丝液，干喷湿纺出口处的最大膨胀与干法相似，但比湿纺大的多：湿纺细流表层开始凝固要比干喷湿纺早的多，同时也说明为什么干喷湿纺的喷丝孔直径要比湿纺大的缘故。

　　5.在细流表层因溶剂挥发而形成薄的致密层；当进入凝固浴后，这薄的致密层可抑制双扩散速度，阻止了大孔的生成，因而得透明而致密的凝胶丝条。

　　用法纺丝得到的纤维，结构比较均匀，皮芯层差异小，强度和弹性均有提高，截面结构近似圆形，纤维表面光滑，纤维内部缺陷少。纺出的纤维致密性好，体密度较高，可制得高性能碳纤维，在碳纤维复合材料使用领域优于湿法纺丝碳纤维性能。