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1 PAN基碳纤维的生产技术1

1.1 PAN纺丝液的制备3

1.1.1 概述3

1.1.2 硝酸法丙烯腈聚合9

1.1.3 DMSO法丙烯腈聚合17

1.1.4 发展趋势35

1.2 PAN原丝的制备36

1.2.1 湿法纺丝凝固成型过程中的双扩散37

1.2.2 硝酸一步法纺丝39

1.2.3 DMSO一步法纺丝47

1.2.4 硝酸法和DMSO法纺丝工艺比较59

1.2.5 发展趋势60

1.3 PAN原丝的预氧化与碳化64

1.3.1 PAN原丝的预氧化64

1.3.2 PAN原丝的碳化77

1.3.3 PAN原丝预氧化及碳化过程中的张力变化86

1.3.4 碳纤维灰分的产生及控制方法87

1.4 碳纤维表面处理88

1.4.1 阳极电解氧化法88

1.4.2 阳极电解氧化法的表面处理装置90

1.4.3 气相氧化法94

1.4.4 气液双效处理法97

1.4.5 发展趋势98

1.5 上胶处理100

1.5.1 上胶剂的种类100

1.5.2 上胶工艺102

1.5.3 上胶处理对碳纤维性能的影响105

参考文献106

2 PAN基碳纤维生产中的关键设备109

2.1 聚合反应器111

2.1.1 聚合反应器的型式及特点111

2.1.2 不同体积釜式反应器的结构111

2.2 脱单脱泡器116

2.2.1 脱单脱泡器种类116

2.2.2 PAN原丝生产中使用的脱单脱泡器117

2.3 纺丝机119

2.3.1 纺丝机的组成119

2.3.2 凝固浴槽的组成120

2.3.3 凝固浴循环系统的组成121

2.3.4 凝固浴的布置形式121

2.4 水洗机122

2.4.1 水洗机的组成122

2.4.2 水洗机的排布方式及特点123

2.5 保压蒸汽牵伸箱124

2.5.1 保压蒸汽牵伸箱的组成125

2.5.2 保压蒸汽牵伸箱的辅助装置126

2.6 氧化炉126

2.6.1 氧化炉的设计原则127

2.6.2 结构形式129

2.6.3 防火措施133

2.6.4 发展趋势133

2.7 碳化炉135

2.7.1 低温碳化炉135

2.7.2 高温碳化炉139

2.8 退丝纱架148

2.8.1 机械式退丝纱架148

2.8.2 电子式退丝纱架149

2.8.3 纱架的放纱系统150

2.9 卷绕机151

2.9.1 原丝卷绕机151

2.9.2 碳纤维卷绕机153

参考文献155

3 DMSO溶剂回收技术157

3.1 单塔间歇蒸馏159

3.1.1 流程概述159

3.1.2 工艺过程159

3.2 双塔半连续精馏160

3.2.1 流程概述160

3.2.2 工艺过程161

3.3 多塔连续精馏162

3.3.1 流程概述162

3.3.2 工艺过程163

3.3.3 回收DMSO产品的应用评价165

参考文献167

4 PAN基碳纤维安全生产及废气处理技术169

4.1 碳纤维粉尘的危害及处理方法171

4.2 丙烯腈聚合废料及尾气处理技术172

4.2.1 固体及胶液废料的处理172

4.2.2 聚合单元丙烯腈废气的处理173

4.3 碳化废气焚烧技术174

4.3.1 废气的特性174

4.3.2 处理方法175

4.3.3 排放标准188

参考文献188

5 PAN基碳纤维生产过程中的分析测试191

5.1 原料的分析检测193

5.1.1 丙烯腈193

5.1.2 衣康酸195

5.1.3 丙烯酸甲酯197

5.1.4 偶氮二异丁腈198

5.1.5 二甲基亚砜201

5.2 中间过程控制分析检测203

5.2.1 聚合液黏度203

5.2.2 聚合液转化率204

5.2.3 聚合液残余单体205

5.2.4 原丝中残余二甲基亚砜（DMSO）含量的测定205

5.2.5 纤度207

5.2.6 单丝强度、模量、伸长率208

5.2.7 含油率209

5.2.8 直径不均率210

5.2.9 沸水收缩率210

5.3 碳纤维产品的分析检测211

5.3.1 密度211

5.3.2 复丝拉伸强度、拉伸模量、断裂延伸率212

5.3.3 表面上胶剂含量217

5.3.4 复合材料层间剪切强度218

5.3.5 钩接强力220

5.3.6 灰分221

5.3.7 饱和吸水率222

5.3.8 碳含量222

5.3.9 碱及碱土金属离子含量224

5.3.10 碳纤维的直径、截面形态、表面形貌225

参考文献226

6 碳纤维复合材料227

6.1 碳纤维复合材料的制备技术229

6.1.1 碳纤维增强树脂基复合材料229

6.1.2 碳／碳复合材料（C/C）242

6.1.3 其他复合材料245

6.2 碳纤维复合材料的应用领域249

6.2.1 国内外碳纤维复合材料的整体需求249

6.2.2 碳纤维复合材料在三大领域的应用250

6.2.3 在其他领域中的应用267

6.3 碳纤维复合材料的回收利用269

参考文献271