牽伸對(duì)PAN原絲取向度的影響及生產(chǎn)控制

劉曉虎，賈玉亭，徐金峰，林雪森

（中國(guó)石油吉林石化公司 碳纖維廠，吉林 132021）

牽伸對(duì)PAN原絲取向度的影響及生產(chǎn)控制

劉曉虎，賈玉亭，徐金峰，林雪森

（中國(guó)石油吉林石化公司 碳纖維廠，吉林 132021）

針對(duì)從PAN原絲濕法紡絲生產(chǎn)中牽伸工藝對(duì)原絲取向度的影響因素及生產(chǎn)控制進(jìn)行了試驗(yàn)探討。生產(chǎn)試驗(yàn)表明：合理的牽伸匹配，可實(shí)現(xiàn)原絲均勻的可塑性牽伸，是最終制得無(wú)毛絲、細(xì)纖度、高強(qiáng)度和高取向度原絲的重要條件。

聚丙烯腈原絲；牽伸匹配；取向度；生產(chǎn)控制

0 引言

高品質(zhì)的聚丙烯腈（PAN）原絲是制備高性能碳纖維產(chǎn)品的基礎(chǔ)。在PAN原絲生產(chǎn)過(guò)程中，初生纖維表現(xiàn)出強(qiáng)度低、脆性大等特征。為制備出高性能的PAN原絲，通常利用提高纖維的取向度，實(shí)現(xiàn)原絲內(nèi)部結(jié)構(gòu)致密化的高倍牽伸方法。因此，對(duì)于PAN原絲取向度的表征一直是國(guó)內(nèi)外學(xué)者密切關(guān)注的問(wèn)題[1～3]。為提高PAN原絲的產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)穩(wěn)定性，制得高品質(zhì)原絲，試驗(yàn)謹(jǐn)對(duì)PAN原絲濕法紡絲生產(chǎn)過(guò)程中，牽伸工藝對(duì)原絲取向度的影響因素及生產(chǎn)控制進(jìn)行了研究。

1 試驗(yàn)部分

⑴ 實(shí)驗(yàn)用PAN原絲（12k）由吉林石化公司百噸裝置提供。

⑵ PAN原絲生產(chǎn)工藝采用濕法紡絲工藝。

⑶ 實(shí)驗(yàn)儀器：取向度，采用日本島津公司XRD-6000型X射線衍射儀測(cè)定；原絲截面，采用美國(guó)OLYMPUSCX41型電子顯微鏡觀測(cè)。

2 結(jié)果與討論

在PAN原絲濕法紡絲生產(chǎn)中，其牽伸工序主要可分為凝固浴的負(fù)牽伸、沸水牽伸和蒸汽牽伸過(guò)程。牽伸過(guò)程中，纖維在應(yīng)力和熱效應(yīng)的雙重作用下，分子鏈沿著外力的方向排列起來(lái)而擇優(yōu)取向，分子之間的互相作用會(huì)大大增強(qiáng)，各種結(jié)構(gòu)單元沿著纖維軸向聚集和重排，使纖維更多的分子鏈處于最佳應(yīng)力狀態(tài)[4～6]。……