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原丝质量及性质的好坏是成品碳纤维的关键因素,决定着碳纤维最终性能。因此如何提高纺丝液的质量,如何优化原丝的各项影响因素,从而得到品质优异、性能良好的原丝产品是获得高品质的碳纤维的关键问题。本文首先从纺丝液制备过程中的分析其影响因素:1、聚丙烯腈纺丝液的旋转粘度与聚合反应的时间成正比,反应前2小时变化缓慢;2~7小时粘度增加较快,此后粘度增长缓慢。2、反应温度升高,纺丝液的增比粘度逐渐降低。3、引发剂浓度升高,聚合反应的单体转化率逐渐升高,纺丝液的旋转粘度逐渐降低,纺丝液增比粘度逐渐降低。4、投料浓度提高,聚合反应的单体转化率提高、纺丝液的旋转粘度及聚合物特性粘度均升高。5、系统真空度升高,残余单体含量逐渐降低,旋转粘度、增比粘度逐渐升高。其次本文介绍了纺丝过程中的影响因素:1、随着聚丙烯腈原丝DMSO残余量的降低,原丝线密度CV值随之降低,经碳化获得的碳纤维产品的强度不断升高,降低聚丙烯腈原丝产品中的DMSO残余量是生产高性能碳纤维原丝的必要条件,也是生产高性能碳纤维的前提条件。2、对油剂使用对聚丙烯腈原丝质量的影响进行研究,通过实验我们得出:(1)原丝纤维的表面细孔半径为R1,油剂的平均粒径为R2,如果能将Rl控制在6~30nm之间,并且满足R1<R2/2的条件,此时制得的聚丙烯腈原丝有较好的通过性和拉伸强度。(2)从制得碳纤维的各项控制指标和生产成本考虑,现阶段采用有效成分在28~32%的硅型油剂更加合理。(3)在纺位数相同的情况下,随着油剂配置浓度的降低,两种油剂对应的原丝收率和原丝含油率均呈下降趋势,原丝碳化后得到的碳丝灰分含量也呈现下降趋势。(4)从产品性状看,油剂粘度在1500~1800时,产品的外观、手感较好;油剂的均一附着性、集束性、抗静电性、耐热性好;并且无分丝、并丝现象。3、进口纺丝设备制得产品的线密度CV值较国产设备降低约0.7%,高精度、高质量的纺丝设备可有效降低原丝产品的CV值,是生产高性能碳纤维原丝产品的必要条件。从纺丝液的制备和纺丝两大过程两方面入手,将这两大生产过程中影响原丝质量的各种原因进行对比,进一步优化生产,从而得到更加优质的原丝,为最终制得高质量的碳纤维产品供保障。