Полиакрилонитрильные углеродного волокна

Углеродные волокна, используемые в композициях со смолами для изготовления армированных пластиков, характеризуются высокой разрывной прочностью и жесткостью. Их получают из специальных марок полиакрилонитрильных волокон путем трехступенчатой термической обработки по строго определенному режиму во все более жестких условиях. На первой стадии полиакрилонитрильное волокно нагревают на воздухе при температуре 200—300°С, одновременно вытягивая его для поддержания высокой степени ориентации макромолекул. Окисленное волокно подвергают карбонизации в атмосфере инертного газа с повышением температуры до 1500 °С и в заключение проводят графитацию волокна при температуре до 2500—3000 °С. Природа протекающих при этом химических реакций сложна и пока еще плохо изучена. На первой стадии в полимер вводится кислород и волокно становится устойчивым к термической деструкции. Для этого промежуточного материала было предложено несколько структур, большинство которых основано на представлении об образовании многоядерной системы лестничного типа с непрерывным увеличением числа сопряженных двойных связей (и, следовательно, углублением окраски) в ходе окисления. В состав этой системы входят звенья 85 —87. [c.352]

Среди жаростойких волокон по масштабам производства первое место занимают углеродные волокна. Поэтому наиболее подробно рассмотрены методы получения этих волокон из химических волокон (полиакрилонитрильных и вискозного кор да) приводятся также сведения о получении волокон из дру гого вида сырья (нефтяного пека, фенольных смол, лигнина) Одна из глав посвящена свойствам и областям применения углеродных волокон. В последних главах излагаются принци пы получения и области применения других жаростойких во локон. [c.4]

Гидратцеллюлозное, преимущественно вискозный корд (ВК), и полиакрилонитрильное (ПАН) волокна относятся к основным видам сырья, применяемого для производства углеродных волокнистых материалов. [c.16]

При существующем уровне цен на высокопрочное высокомодульное углеродное волокно стоимость исходного сырья не играет существенной роли. Однако в связи с наметившейся тенденцией к снижению стоимости углеродного волокна положение может измениться. Стоимость 1 кг полиакрилонитрильных текстильных нитей на международном рынке составляет 10—12 долл., тогда как цена на вискозное волокно гораздо ниже и равна 1,14 долл. [c.16]

Древесная мука, волокна органические (хлопковое, вискозное, полиакрилонитрильное), оксид алюминия (порошок), асбест, каолин, слюда, стекловолокно, тальк, оксид кремния Графит, технический углерод, углеродное волокно, алюминий (порошок), бронза (порошок) [c.37]

УВ изготовляются в основном из полиакрилонитрильных (ПАН) волокон, вискозных гидратцеллюлозных волокон (ГЦВ), нефтяных и каменноугольных пеков. ПАН-волокно служит для получения высокомодульных и высокопрочных УВ. Одним из преимуществ ПАН-волокна является большой выход углеродного остатка (примерно 40%) от массы полимера (из ГЦВ - немногим более 20%). Благодаря особенностям строения исходного полимера высокопрочные УВН удается получить сравнительно простым способом. [c.59]

Первая глава, в которой рассматривается структура некоторых форм углерода, является вводной к последующим разделам книги. Главы 2—3 наиболее объемные они посвящены способам получения углеродных волокон из вискозного корда и полиакрилонитрильного волокна (основного вида сырья), глава 4 — их получению из других синтетических волокон, в главе 5 рассматриваются способы получения углеродных волокон из пеков и фенольных смол. Глава 6 посвящена свойствам и областям применения углеродных волокнистых материалов. [c.10]

ПОЛУЧЕНИЕ УГЛЕРОДНЫХ ВОЛОКНИСТЫХ МАТЕРИАЛОВ ИЛ ОСНОВЕ ПОЛИАКРИЛОНИТРИЛЬНОГО ВОЛОКНА [c.133]

Хотя практическое применение находят гидратцеллюлозные и полиакрилонитрильные волокна, предпринимаются попытки использовать и другие химические волокна. Поэтому целесообразно рассмотреть основные процессы подготовки, карбонизации и графитации различных типов химических волокон и свойства углеродных волокон, полученных на их основе. [c.208]

Описан [53, 54] способ обработки гидратцеллюлозного и полиакрилонитрильного волокна соединениями, которые в процессе карбонизации разлагаются с образованием тугоплавких окислов, повышающих стойкость углеродного материала к окислению. К таким окислам относятся окись циркония, магния, марганца, кремния, бария, молибдена и др. Содержание окислов в волокне составляет 25—50%. [c.279]

Среди полимерных материалов, используемых при выполнении волокнистых углеродных материалов, наибольшее распространение имеют вискозные и полиакрилонитрильные филаментные непрерывные волокна. Из полиакрилонитрильного волокна (так называемого ПАН-волокна) углеродистые волокна получаются с наиболее высокой прочностью и упругостью. Как сырье для получения углеродных волокнистых материалов ПАН-волокна имеют более высокую стоимость по сравнению с гидратцеллюлозными волокнами. В связи с этим волокна на основе целлюлозы являются важнейшим сырьем для получения углеродных волокнистых материалов. [c.152]

Для получения углеродных волокон были исследованы почти все типы химических и природных волокон, но по ряду причин практическое применение нащли только полиакрилонитрильное и вискозное (кордное) волокна. В Японии разработаны процессы получения углеродных волокон из пеков [33] и лигнина [34]. Углеродные волокнистые материалы выпускаются в виде нитей, тканей, лент, жгутов, ваты и т. п. [c.321]

Полиакрилонитрильные волокна широко используются в различных отраслях текстильной промышленности и в технике. Нити применяются для изготовления швейных ниток, парусины, гардин, фильтровальных и палаточных тканей, некоторых трикотажных изделий, а в последнее время также в качестве сырья для производства углеродных волокон. Штапельные ПАН волокна наибольшее применение получили при производстве трикотажных и ковровых изделий. В большинстве стран до 70% ПАН волокон используется для выработки трикотажных изделий — свитеров, спортивных костюмов, пуловеров, шарфов, рукавиц, тканей джерси и для искусственного меха. Трикотажные изделия чаще всего изготовляют из пряжи состоящей только из ПАН волокон, но встречаются также и изделия из пряжи, полученной из смеси полиакрилонитрильных волокон, хлопка и шерсти. [c.162]

Фторирование углеродных волокон из полиакрилонитрильного (ПАН) волокна [6-163,178]. Исследования показали, что фторирование поверхности волокна, полученного при 1200-2100 С, вызывает привес 8-10% (масс.) и приводит к росту его плотности, модуля упругости и предела прочности при растяжении. Увеличение прочности при фторировании поверхности связано с дефторированием неупорядоченной части волокна. По данным рентгеноструктурного анализа, текстура углеродных волокон не изменяется до содержания фтора 17% (масс.). После достижения содержания фтора 20-27% (масс.) и до 54-56% (масс.) фтора наблюдается резкий переход от фибриллярной структуры углеродной матрицы к слоистой кристаллической структуре полимонофторида углерода. [c.400]

Последнее десятилетие характеризуется интенсивными исследованиями в области создания волокон с заданными свойствами. Наиболее быстро внедряются в промышленность способы получения углеродньгх волокнистых материалов на основе химических волокон, главным образом, полиакрилонитрильных (ПАН) и гидратцеллюлозньгх [132]. Наряду с указанными материалами в промышленности осваиваются способы производства углеродных волокон из пека, поскольку Ьни стоят в 5-10 раз дешевле, чем углеродные волокна из вискозы и ПАН. Углеродные волокна обладают уникальными механическими свойствами большой прочностью и высоким модулем упругости. [c.233]

Волокна из лестничных полимеров впервые были получены окислением при темп-рах выше 300°С полиакрилонитрильного волокна. Они характеризуются исключительной химич. и термич. стойкостькк при кратковременном воздействии темп-р выше 700— 800°С (подробнее см. Углеродные волокна). Однако пх. эластические свойства и устойчивость к длительному воздействию температуры даже при 300°С очень низкие. [c.317]

Пиролиз химических волокон, обычно вискозных или полиакрилонитрильных, с целью получения углеродных волокон с графитовойструк- i турой осуществляют в три стадии в электрических или газовых печах . периодическим или непрерывным методами. При карбонизации вискоз- ных волокон температуру сначала медленно повышают до 260—400 °С. i Процесс проводят в среде инертных газов, углеводородов, галоидов, ь галоидводорода и т. д. Затем температуру поднимают до 900—il400° . При этом образуются частично карбонизированные волокна с содержа- [ нием углерода 85—90%. На конечной стадии волокна, находящиеся под I натяжением (степень вытяжки 30—40%), подвергают графитизации при j, температуре 2 800—3 000 °С. В результате углеродные волокна приобре- f 398 I [c.398]

Главным преимуществом углеродных волокон из полиакрилонитрила является более высокий выход и небольшая усадка по сравнению с волокнами из целлюлозы. Однако стоимость Производства их выше, так как исходное сырье — полиакрилонитрильное волокно — значительно дороже. Помимо этого в процессе термического разложения ноли-акрилонитрила образуются такие токсичные продукты, как цианистый водород. Получение углеродных волокон из полиакрилонитрильных по методу К АЕ осуществляют следующим образом. Сначала волокна нагревают при натяжении на воздухе в течение 20 ч при температуре 220°С. Частично карбонизированные волокна подвергают пиролизу в атмосфере водорода при 1000°С в течение 24 ч, а затем в присутствии инертного газа (азота или аргона) —при 11500Х. В результате получают углеродные волокна с высокой прочностью ( 300 —280 кгс1мм ) модуль упругости этих волокон — 17— 25 1 0 кгс1мм , плотность 1,7— [c.399]

Карбонизацией текстильной пряжи получают углеродные волокна. В качестве исходного материала используют, в частности, полиакрилонитрильные и целлюлозные волокна рейон [21]. Такие волокна отличаются высокой термостойкостью и имеют большой модуль упругости. Введение 50% (об.) этих волокон в эпоксидную смолу обеспечивает прочность материала, равную прочности стали (при гораздо меньшей плотности). Такой наполнитель может быть в виде непрерывных нитей, коротких волокон, ткани и лент. [c.109]

В литературе довольно обстоятельно освещены закономерности иревращеиия в углеродные волокна полиакрилонитрильного, целлюлозного и ноливнннлсппртового волокон о других химических [c.217]

II условий термической обработки. В углеродных волокнах обычно воспроизводится форма поперечного среза исходных волокон. Химические волокна имеют разнообразную форму поперечного среза круглую, бобовидную, фасолеподобную, изрезанную и др. Из гидратцеллюлозного волокна получается углеродное волокно со звездообразной формой поперечного среза (рис. 6.1, а) [1]. Строго круглую поперечную форму среза (рис. 6.1, б) имеют углеродные волокна, полученные из нефтяного иека, так как исходное волокно формовалось из расплавленного пека (см. гл. 5) через фильеры с круглым отверстием. Для полиакрилонитрильного волокна куртель фирмы ourtaulds (Англия), вырабатываемого по солевому способу, характерна круглая форма поперечного среза, поэтому [c.261]

Исследования в области получения углеродных волокон из полиакрилонитрильных волокон (ПАН-волокна) были начаты в СССР [35], а затем в Японии и Англии. В Англии организовано опытно-промыщленное производство этого типа высокопрочного высокомодульного углеродного волокна. Конечным товарным продуктом может быть волокно окисленное, карбонизованное или грд-фитированло , [c.321]

Углеродные волокна (карбоволокна) получают высокотемпературным пиролизом органических волокон в инертной среде. Нагревание ведут до тех пор, пока в результате отщепления атомных группировок от основных цепей не образуются волокна, состоящие из графита. В качестве сырья используют целлюлозные, полиакрилонитрильные волокна, волокна из смол и пеков. Важной операцией в производстве карбоволокон является вытяжка, в результате которой достигается ориентация плоскостей кристаллов вдоль оси волокна. Благодаря этому удается получить высокопрочные и высокомодульные волокна. Такие волокна при низкой плотности (около 1500 кг/м ) имеют высокую прочность при растяжении (ор = 300 МПа). Они обладают значительной гибкостью, что позволяет получать с их применением прочные и нехрупкие материалы. [c.355]

Углеродные волокна и нити получают из веществ, состав которых приближается почти к чистому углероду и исходным сьфьем являются полиакрилонитрильные или вискозные нити. Если содержание углерода до 95%, такие волокна называют углеродными, при 99% - графитовыми. Плотность от 1,5 до 2,0 г/см . Они характеризуются высокой прочностью при растяжении и малыми де-формащ1ями (разрывное напряжение их составляет от 150 до 190 дан/мм , а иногда и выше, а разрьшное удлинение- от 0,3 до 1,4%). Могут использоваться при температурах порядка 1000<> С и вьппе, что бывает необходимо при выработке изделий специального назначения. [c.31]

Углеродные волокна, или карбоволокна, получают высокотемпературным пиролизом органических волокон (вискозных, полиакрилонитрильных и др.) в инертной среде. Структура и свойства углеродных волокон зависят от структуры и свойств сырья, из которого они изготовлены. Ориентация молекул в исходных волокнах в процессе пиролиза сохраняется и предопределяет структуру карбоволокна. Поэтому с увеличением степени ориентации макромолекул в первичном волокне возрастают прочность и модуль упругости углеродного волокна. Свойства образующегося волокна зависят от температуры пиролиза, достигающей 2000 °С и более. Зависимость разрушающего напряжения при растяжении карбоволокна от температуры пиролиза проходит через максимум максимальная прочность продукта достигается при температуре пиролиза 1200— 1400 °С. Модуль упругости образующегося волокна с повышением температуры пиролиза постепенно увеличивается, что объясняется приближением структуры карбоволокна к структуре графита. Изменяя режимы пиролиза, молшо получать углеродные волокна с требуемыми свойствами. [c.317]

В УУКМ углеродный наполнитель содержится в виде дискретных волокон, непрерывных нитей шш лсгутов, войлоков, лент, тканей с плоским и объемным плетением, объемных структур. Волокна располагаются хаотически, одно-, двух- и трехнаправленно. Используют низкомодульные, высокомодульные и высокопрочные УВ, полученные из вискозных, полиакрилонитрильных волокон и каменноугольного пека. [c.86]

Съер-Маджиеоа В. Н., Михайлова П. Д. Модифицирование полиакрилонитрильных волокон с целью улучшения свойств получаемых из них углеродных волокон.— Химические волокна, 1990, М I, с. 48-50. [c.701]

Об отдельных видах В. с. см. Полиакрилонитрильные волокна. Полиамидные волокна, Поливипилспиртовые волокна, Поливинилхлоридные волокна, Полиолефиновые волокна. Полиуретановые волокна, Полиформалъдегид-ные волокна. Полиэфирные волокна. Углеродные нити, Фторволокна. А. Б. Пакшвер. [c.252]

Существуют два основных типа исходных материалов для углеродных волокон такие текстильные химические волокна, как вискозное или полиакрилонитрильное (ПАН) и углеродистые пеки графитные усы [2] и пиролитически осажденные углеродные филаменты [31 составляют два дополнительные типа, но ни один из них не представляется, по крайней мере сейчас, перспективным для разработки крупномасштабного процесса получения непрерывной углеродной нити. [c.188]

Итак, среди органических волокнистых материалов для изготовления углеродных волокон наиболее широко используются вискозное и полиакрилонитрильное волокна. Это не исключает целесообразности изучения карбонизации других типов химических и природных волокон, так как только на основании обобщения огромного экспериментального материала можно создать теоретические основы этого нового и важного производства, а также выявить неиспользованные потенциальные возможности улучшения комплекса физико-механических свойств углеродных в.олокон. [c.225]

Этот метод, как указывалось ранее, основан на наполнении химических волокон карбидообразующими элементами и последующей термической обработке. Карбидообразующий элемент должен находиться в волокнистом материале либо в виде окисла, либо в виде соединения, способного превращаться в окисел при низкотемпературной обработке. При последующей высокотемпературной обработке происходит науглероживание окисла за счет углерода волокна до образования карбида. Возможны два способа введения карбндообразующих элементов в волокно. По одному из них карбидообразующие соединения вводятся в прядильный раствор при формовании получают волокно с равномерно распределенными в нем добавками. Применение этого метода рассмотрено выше на примере получения 51С-волокна и смешанного углерод-кремне-земного волокна. По второму варианту готовое химическое волокно пропитывается растворами карбидообразующих элементов, обычно водны.мн растворами солей, хотя, конечно, не исключено использование органических растворителей. Волокно должно обладать сродствол к растворителю с тем, чтобы было достаточно сорбированной соли для последующего получения карбида. В случае применения водных растворов солей с pH ие менее 7 наиболее приемлемым является вискозное волокно. При использовании в качестве исходного материала полиакрилонитрильного или углеродного волокон можно для пропитки применять растворы солей или расплавы солей с кислой реакцией. [c.346]

В последнее время полиакрилонитрильные волокна находят все более широкое применение для производстра углеродных волокон, [c.416]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология