Süsinikkiust prekursorfilamentide tootmisprotsess on keeruline ja keerukas protseduur, mis määrab otseselt süsinikkiust lõpptoote jõudluse ja kvaliteedi.
Tooraine ettevalmistamine
Süsinikkiust prekursorfilamentide esmane tooraine on akrüülnitriilmonomeer; lisaks tuleb kiu omaduste parandamiseks lisada komonomeere (nagu itakoonhape, metüülakrülaat jne). Tooraine valmistamise etapis läbib akrüülnitriilmonomeer puhastamise, et eemaldada lisandid ja niiskus, tagades seeläbi lähteaine puhtuse. Samaaegselt, lähtudes tootmisnõuetest, kaalutakse ja segatakse täpselt erinevad monomeerid ja lisandid, et valmistuda järgnevaks polümerisatsioonireaktsiooniks.
Polümerisatsioon
Polümerisatsioon on süsinikkiust lähteainete filamentide tootmise põhietapp. Selles etapis sisestatakse polümerisatsioonireaktorisse eelnevalt-segatud monomeerid ja lisandid; katalüsaatori mõjul toimub vaba -radikaalpolümerisatsioonireaktsioon, mille käigus saadakse polüakrüülnitriil (PAN) polümeer. Polümerisatsioonireaktsiooni tingimused, -nagu temperatuur, rõhk ja reaktsiooniaeg-, mõjutavad oluliselt polümeeri molekulmassi, molekulmassi jaotumist ja struktuuri. Seetõttu tuleb reaktsioonitingimusi rangelt kontrollida, et tagada polümeeri omaduste stabiilsus.
Keerutamine
Ketramine on polüakrüülnitriilpolümeeri kiududeks muundamise oluline etapp. Peamised kasutatavad ketrusmeetodid on märgketrus ja kuivketrus. Märgketramisel pressitakse polümeerilahus läbi ketruse koagulatsioonivanni; lahuses sisalduv lahusti difundeerub kiiresti vanni, põhjustades polümeeri tahkumist kiududeks. Kuivketramisel pressitakse polümeerilahus läbi ketruse kuuma õhuvooluks; lahusti aurustub ja polümeer tahkub kiududeks. Ketrusprotsessi ajal tuleb selliseid parameetreid nagu ketrusavade kuju ja suurus ning ketruskiirus hoolikalt kontrollida, et saada soovitud ristlõike kuju ja mõõtmetega{4}}kiud.
Järel{0}}töötlemine
Järeltöötlemine{0}} on süsinikkiust lähtekiudude tootmise viimane etapp, mis hõlmab selliseid etappe nagu pesemine, venitamine, kuivatamine ja kerimine. Pesemise eesmärk on eemaldada kiu pinnalt lahustite jäägid ja lisandid; venitatakse, et parandada kiu orientatsiooni ja kristallilisust, parandades seeläbi selle mehaanilisi omadusi; kuivatamine eemaldab kiududest niiskuse, et vältida hallituse teket ladustamise ajal; ja kerimine hõlmab kuivatatud kiudude poolidele kerimist, et hõlbustada järgnevat töötlemist ja kasutamist.
