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普林森新技术“活性炭纤维”

普林森新技术“活性炭纤维”的生产主要是聚丙烯腈基和沥青基、黏胶基,其他炭纤维很少,下面以3种生产工艺技术为主进行介绍。

沥青基活性炭纤维生产工艺

沥青基活性炭纤维又分为通用型沥青基活性炭纤维和高性能沥青基活性炭纤维2种。

通用型沥青基活性炭纤维生产工艺:先将石油沥青进行调制处理和熔融纺丝,再进行碳化处理即得炭纤维。通用型沥青基活性炭纤维一般只能用作复合材料增强剂、吸附剂、文体用品等,因此对沥青的预处理没有太高的要求。

高性能沥青基活性炭纤维生产工艺:高性能沥青基活性炭纤维的生产原料为中间相沥青,选择中间相沥青的生产方法主要根据原料的性质、组成来确定,对氮、氧、硫含量较高的原料需进行预处理;对组分轻的原料要进行改质使其缩聚。热聚合工序是生产中间相沥青的关键工序,其工艺条件是研究的重点。以中间相沥青为原料制备沥青基活性炭纤维的方法如下:中间相沥青经熔融纺丝制成沥青纤维,沥青纤维进行不熔化处理制成不熔化沥青纤维,不熔化沥青纤维经碳化和石墨化处理制成高性能沥青基炭纤维,最后把沥青基炭纤维活化就可以生产出高性能沥青基活性炭纤维。由于沥青基活性炭纤维生产项目投资大、风险大、技术受封锁等原因,所以中国国内沥青基活性炭纤维工业发展缓慢。

聚丙烯腈(PAN)基活性炭纤维生产工艺

聚丙烯腈基活性炭纤维生产工艺概况:聚丙烯腈基活性炭纤维的结构是无定形石墨碳,含有六角碳层,碳层中有各种尺寸的缝隙,而且从小缝隙到大缝隙依次排列。由聚丙烯腈原丝制备聚丙烯腈基活性炭纤维的工艺流程如下:PAN原丝→预氧化→700℃ 以下碳化→高于700℃碳化、活化同时进行→表面处理→卷取→聚丙烯腈基活性炭纤维。

黏胶基活性炭纤维的生产工艺

制备黏胶基活性炭纤维的生产工序如下:黏胶基纤维→水洗→催化浸渍→碳化→活化→表面处理→黏胶基活性炭纤维。第1阶段:温度为25-150℃,脱除物理吸附的水分,有利于高温脱除结构水。第2阶段:温度为150-240℃,脱除分子结构内的水,生成羰基、酮基、烯醇基或羧基的链段。温度为240-400℃时为激烈反应区,主要是2个竞争反应。一是1,4一苷基热裂解生成脱水环,1,6一苷基脱水生成左旋葡萄糖,并在较高温度下转化为焦油;二是脱水纤维素环进一步深层次脱水生成脱水纤维素,环内热稳定性差的C-C和C-O热裂解生成C4残链。第3阶段:温度为400-700℃,C4残链芳构化,缩聚为6个碳原子的石墨层片,当温度高于700℃时,缩聚层面迅速扩大,排列逐步有序化,转化为乱层石墨结构。


 

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