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1.碳纖維板在焙燒過程中煤瀝青黏結劑的炭化機理是怎樣的?
焙燒就是炭生環中煤瀝青炭化形成黏結焦的過程。在此過程中由稠環芳烴分子混合物構成的煤瀝青將會發生分解、環化、芳構化、縮聚直至成焦等一系列反應。煤瀝青的熱解縮聚從300℃開始、前期以熱分解反應為主,而后期以熱縮聚反應為主,隨著縮合環數增多,稠環芳烴的熱穩定性增大,400℃進行中間相炭化階段,450~500℃半焦形成,至此碳纖維材料的基本結構雛形已形成,700~750℃形成黏結焦,750℃以后就是結構重排和深度焦化過程。由于煤瀝青組成結構的復雜性,從兩導致其炭化過程也相當復雜。
煤瀝青在炭坯中的焙燒炭化成焦與煤瀝青單獨炭化有所差異,主要在于焙燒時煤瀝青的熱解縮聚是在固體炭質物料顆粒表面(包括氣孔)進行的,實質上是固體炭質物料與煤瀝青的共炭化過程,并且由于焙燒時生坯埋在填充料中,煤瀝青的炭化環境也發生了變化,這兩方面都有利于促進煤瀝青的縮聚反應和提高煤瀝青的結焦值。
2.什么是焙燒?
焙燒是指成型后的碳纖維制品生坯在焙燒加熱爐內的保護介質中,在隔絕空氣的條件下,按一定的升溫速率進行高溫熱處理,使生坯中的煤瀝青炭化的工藝過程。生坯所含煤瀝青黏結劑在焙燒時發生熱解縮聚反應而形成黏結焦(瀝青焦),其在炭質骨料顆粒間形成黏結焦網格,把所有不同粒度的骨料牢固地結合在一起,使碳纖維制品具有一定的強度和理化性能。焙燒制成的碳纖維制品具有較高的機械強度、較低的電阻率、較好的熱穩定性和化學穩定性。
