Karbon fiber öncü filamentlerinin üretim süreci, nihai karbon fiber ürününün performansını ve kalitesini doğrudan belirleyen karmaşık ve karmaşık bir prosedürdür.
Hammadde Hazırlama
Karbon fiber öncü filamentlerinin birincil hammaddesi akrilonitril monomerdir; ayrıca lifin özelliklerini geliştirmek için komonomerlerin (itakonik asit, metil akrilat vb.) dahil edilmesi gerekir. Hammadde hazırlama aşamasında, akrilonitril monomeri safsızlıkları ve nemi uzaklaştırmak için saflaştırmaya tabi tutulur, böylece hammaddenin saflığı sağlanır. Eş zamanlı olarak, üretim gereksinimlerine bağlı olarak çeşitli monomerler ve katkı maddeleri hassas bir şekilde tartılır ve sonraki polimerizasyon reaksiyonuna hazırlanmak için önceden-karıştırılır.
Polimerizasyon
Polimerizasyon, karbon fiber öncü filamentlerinin üretimindeki temel adımdır. Bu aşamada, önceden karıştırılmış monomerler ve katkı maddeleri bir polimerizasyon reaktörüne-verilir; bir katalizörün etkisi altında, poliakrilonitril (PAN) polimeri üretmek için bir serbest-radikal polimerizasyon reaksiyonu gerçekleşir. Polimerizasyon reaksiyonunun-sıcaklık, basınç ve reaksiyon süresi gibi koşulları-, polimerin moleküler ağırlığı, moleküler ağırlık dağılımı ve yapısı üzerinde önemli bir etkiye sahiptir. Bu nedenle polimerin özelliklerinin stabilitesini sağlamak için reaksiyon koşullarının sıkı bir şekilde kontrol edilmesi gerekir.
Eğirme
Eğirme, poliakrilonitril polimerinin elyaflara dönüştürülmesinde kritik adımdır. Kullanılan başlıca eğirme yöntemleri ıslak eğirme ve kuru eğirmedir. Islak eğirmede, polimer çözeltisi bir püskürtme memesinden geçirilerek bir pıhtılaşma banyosuna çıkarılır; Çözelti içindeki çözücü hızla banyoya yayılır ve polimerin lifler halinde katılaşmasına neden olur. Kuru eğirmede, polimer çözeltisi bir püskürtme memesinden sıcak hava akımına ekstrüzyona tabi tutulur; solvent buharlaşır ve polimer, lifler halinde katılaşır. Eğirme işlemi sırasında, istenen kesit şekline ve boyutlara sahip liflerin elde edilmesi için düze deliklerinin şekli ve boyutunun yanı sıra eğirme hızı gibi parametreler dikkatle kontrol edilmelidir.
İşlem sonrası-
Son{0}}işleme, karbon fiber öncü filamentlerinin üretiminde yıkama, germe, kurutma ve sarma gibi adımlardan oluşan son aşamayı oluşturur. Yıkama, elyaf yüzeyinden artık solventlerin ve yabancı maddelerin uzaklaştırılmasına yarar; fiberin yönelimini ve kristalliğini arttırmak, böylece mekanik özelliklerini geliştirmek için germe işlemi gerçekleştirilir; kurutma, depolama sırasında küf oluşumunu önlemek için liflerdeki nemi ortadan kaldırır; ve sarma, daha sonraki işleme ve kullanımı kolaylaştırmak için kurutulmuş liflerin bobinlere sarılmasını içerir.
