химический каталог




Углеродные волокна

Автор С.Симамура

содержащих 55—65% жидких кристаллов, характеризуются пластическим течением [8] . Прядение осуществляют при температуре расплава 350 — 400 °С. Если волокна на основе жидкокристаллических пеков нагревать сначала в воздушной среде при температуре 200 - 350 °Си затем в инертной атмосфере, то образуются углеродные волокна с высокоориентированной структурой (рис. 2.1, б) Температура прогрева углеродных волокон марки THORNEL Р-55 составляет около 2000 °С. Волокна с более высоким модулем упругости получают при еще больших температурах. Производству жидкокристаллических пеков для углеродных волокон с использованием в качестве сырья нефти и каменного угля посвящено значительное количество научных работ. В частности, обращают на себя внимание процессы с использованием стадии гидрирования. Например, волокна можно получать, проводя гидрирование каменноугольных пеков и нафталовой смолы в присутствии тетрагидрохинолина при температуре 380 - 500 °С, Удаляя при этом фильтрованием и центрифугированием твердые приме36

Глава 2

Получение углеродных волокон них свойства

37

си и регенерируя тетрагидрохинолин. Затем, повышая температуру, проводят сгущение пеков [9] . Кроме того, известен метод гидрирования нефтяных пеков с использованием гидрированных ароматических углеводородов [10] .

Когда на поперечном срезе углеродных волокон на основе жидкокристаллических пеков наблюдается некоторое изменение ориентации поверхности, состоящей из сетки ароматических фрагментов, она принимает вид классической радиальной структуры с расходящимися от центра лучами; в процессе термообработки происходит частичное разрушение волокон в направлении прядения, что отмечается появлением клина на поперечном сечении волокна. Этот процесс влияет на механические характеристики углеродных волокон, и поэтому им необходимо управлять [11]. Например, можно варьировать температуру прядения в зависимости от типа пеков [9] . Волокна на основе жидкокристаллических пеков весьма хрупки и требуют осторожного обращения. Поэтому для производства из них непрерывных углеродных волокон требуется специальная технология.

Изменение прочности волокон при повышении температуры прогрева происходит аналогично тому, как это имеет место для углеродных волокон на основе ПАН, но максимум прочности наблюдается при более высоких температурах [12] . Прочность при растяжении волокон из пека, так же как и волокон на основе ПАН, сильно зависит от наличия дефектов [12] . Поэтому необходимо эффективно препятствовать их образованию. При прядении волокон иэ жидкокристаллических пеков легко происходит склеивание волокон между собой [11] . Для предотвращения этого процесса необходимо использовать специальную технику.

2.2.3. Углеродные волокна на основе обычных пеков

Пековые волокна получают также прядением из расплава нефтяных пеков, но при иных условиях. Температуру прядения выбирают в зависимости от температуры их размягчения. При температуре плавления пеков 200 °С прядение осуществляют при температуре около 250 °С [13] . В процессе прядения за счет центробежных сил из сопла формуют короткие пековые волокна длиной 20— 30 см. Для придания неплавкости пековым волокнам их выдерживают в воздушной среде при температуре 200 - 350 °С, причем нагревание начинают при температуре меньшей, чем температура размягчения, а затем постепенно повышают температуру. Обработанные таким образом волокна прогревают затем в инертной атмосфере при температуре приблизительно 1000 или 2000 °С. Отметим, что пековые волокна также можно получать из каменноугольных пеков.

2.2.4. Обработка поверхности углеродных волокон

Обработка поверхности волокон, используемых для армирования пластмасс. Чтобы армированные углеродными волокнами пластмассы, т. е. углепластики, обладали высокими механическими характеристиками, необходимо обеспечить прочность адгезионной связи между углеродными волокнами и полимерной матрицей, достаточную для передачи напряжения от волокна к волокну. Однако поверхность углеродных волокон, образовавшихся в процессе карбонизации или графити-зации, характеризуется слабой адгезией к ней полимерной матрицы. Следовательно, при использовании углеродных волокон для армирования пластмасс необходимо проводить обработку их поверхности с целью повышения адгезии. Обработка поверхности представляет собой обычно слабое окисление поверхности волокон, не снижающее их прочностных характеристик. Окисление осуществляют, например, в жидкости электролитическим методом [14]

Адгезия на границе раздела углеродное волокно - полимерная матрица определяется следующими факторами: 1) механическими связями вследствие проникновения полимера в шероховатости поверхности волокон; 2) химическими связями между поверхностью углеродных волокон и полимерной матрицей; 3) физическими связями (обусловленными силами Ван-дер-Ваальса). Основными являются факторы 1 и 2. Образование химических связей в системе углеродное волокно - полимерная матрица определяется химически активными функциональными группами на поверхности углеродных воло

страница 10
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80

Скачать книгу "Углеродные волокна" (2.73Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
монтажник кондиционеров обучение москва
диван с электроприводом для домашнего кинотеатра
курсы массажа в москве детский
курсы по логистике по негабаритным грузам

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(04.12.2016)