A szénszálas prekurzor filamentumok gyártási folyamata egy összetett és bonyolult eljárás, amely közvetlenül meghatározza a végső szénszálas termék teljesítményét és minőségét.
Nyersanyag előkészítés
A szénszál-prekurzor filamentumok elsődleges nyersanyaga az akrilnitril monomer; ezenkívül komonomereket (például itakonsavat, metil-akrilátot stb.) kell beépíteni a szál tulajdonságainak javítása érdekében. A nyersanyag-előkészítési fázis során az akrilnitril monomer tisztításon megy keresztül a szennyeződések és a nedvesség eltávolítása érdekében, ezáltal biztosítva az alapanyag tisztaságát. Ezzel párhuzamosan a gyártási követelmények alapján a különböző monomereket és adalékokat pontosan lemérik és előkeverik, hogy felkészüljenek a következő polimerizációs reakcióra.
Polimerizáció
A polimerizáció a szénszál-prekurzor filamentumok előállításának fő lépése. Ebben a szakaszban előkevert monomereket és adalékanyagokat vezetnek be a polimerizációs reaktorba; katalizátor hatására szabad-gyökös polimerizációs reakció játszódik le, poliakrilnitril (PAN) polimer előállítására. A polimerizációs reakció körülményei -például a hőmérséklet, a nyomás és a reakcióidő- jelentős hatással vannak a polimer molekulatömegére, molekulatömeg-eloszlására és szerkezetére. Ezért a reakciókörülményeket szigorúan ellenőrizni kell, hogy biztosítsuk a polimer tulajdonságainak stabilitását.
Pörgetés
A fonás a kritikus lépés a poliakrilnitril polimer szálakká alakításában. Az elsődlegesen alkalmazott centrifugálási módszerek a nedves centrifugálás és a száraz centrifugálás. Nedves fonásnál a polimer oldatot fonógyűrűn keresztül koaguláló fürdőbe extrudálják; az oldatban lévő oldószer gyorsan bediffundál a fürdőbe, aminek következtében a polimer szálakká szilárdul. Száraz fonásnál a polimer oldatot egy fonógyűrűn keresztül forró levegőáramba extrudálják; az oldószer elpárolog, és a polimer szálakká szilárdul. A fonási folyamat során gondosan ellenőrizni kell az olyan paramétereket, mint a fonófej nyílásainak alakja és mérete, valamint a fonási sebesség, hogy a kívánt keresztmetszeti formájú és méretű szálakat kapjuk.
Utó{0}}feldolgozás
Az utófeldolgozás a szénszál-prekurzor szálak előállításának utolsó szakasza, amely olyan lépésekből áll, mint a mosás, nyújtás, szárítás és tekercselés. A mosás a maradék oldószerek és szennyeződések eltávolítására szolgál a szál felületéről; nyújtást hajtanak végre a szál orientációjának és kristályosságának javítása érdekében, ezáltal javítva mechanikai tulajdonságait; a szárítás eltávolítja a nedvességet a szálakból, hogy megakadályozza a penész kialakulását a tárolás során; és a tekercselés magában foglalja a szárított szálak tekercselését a csévékre, hogy megkönnyítse a későbbi feldolgozást és felhasználást.
