Введение
1. Общая характеристика работы 8
2. Литературный обзор 12
2.1 Требования к акрильным волокнам, применяемым для производства углеродных волокон 12
2.1.1 Химический состав прекурсоров 12
2.1.2 Молекулярная масса и молекулярно-массовое распределение 14
2.1.3 Надмолекулярная (физическая) структура и степень ориентации 15
2.1.4 Линейная плотность ПАН жгутов и элементарных волокон 17
2.1.5 Физико-механические показатели 18
2.1.6 Дефектность элементарных волокон 19
2.1.7 О пористости ПАН волокон 21
2.1.8 Содержание неорганических примесей 24
2.2 Способы получения акрильных нитей и жгутов для производства углеродных волокон 24
2.2.1 Мокрый способ получения акрильных прекурсоров
2.2.2 Способ сухо-мокрого формования 36
2.2.3 Формование по сухому способу 38
2.2.4 Формование из расплава 39
Заключение по литературному обзору 40
3. Методическая часть 42
3.1 Объекты исследований 42
3.1.1 Сополимеры ПАН 43
3.1.2 Диметилацетамид 44
3.2 Получение прядильного раствора 45
3.2.1 Растворение в лабораторных условиях 45
3.2.2 Растворение в производственных условиях 47
3.3 Формование ПАН нитей и жгутов 48
3.3.1 Описание лабораторной установки 48
3.3.2 Описание модернизированного агрегата ПМХВ 50
3.4 Методы исследования 53
3.4.1 Показатели прядильного раствора 53
3.4.2 Методы исследования процесса формования 56
3.4.3 Методы испытаний волокна 56
4. Экспериментальная часть 58
4.1 Исследование возможности повышения качества прядильных растворов ПАН в органических растворителях 59
4.1.1 Добавка LiCl в растворы ПАН в ДМФА 59
4.1.2 Добавка LiCl в растворы ПАН в ДМАА 62
4.1.3 Производственная проверка технологического процесса с добавкой LiCl в прядильном растворе ПАН 64
4.1.4 Добавка аммиака 66
4.2 Физико-химические закономерности классификации осадительных ванн 68
4.3 Разработка процесса формования ПАН жгутов в жестких ваннах 77
4.3.1 Исследование влияния химического состава сополимера АН на свойства ПАН прекурсора 77
4.3.2 Влияние температуры осадительной ванны на свойства и структурные особенности волокна 81
4.3.3 Влияние концентрации ДМАА в осадительной ванне на физико-механические свойства волокна 87
4.3.4 Влияние вязкости на устойчивость формования, механические показатели волокна 89
4.3.5 Путь нити в осадительной ванне 91
4.3.6 Оптимизация процесса сушки волокна 93
4.3.7 Влияние добавки воды в прядильном растворе на физико-механические показатели волокна и определение допустимого содержания воды в исходном ДМАА 96
4.4 Производственная проверка способа формования на жестких ваннах 99
4.4.1 О связи между показателями прекурсора и углеродного волокна 100
4.4.2 Паровая и жидкостная пластификационная вытяжка 109
4.4.3 Модернизация агрегата ПМХВ для формования ПАН жгутов 113
4.4.4 Наработка установочной партии ПАН жгутов и углеродных нитей УКН 114
4.5 Разработка процесса формования ПАН жгутов в ваннах с низкой коагулирующей способностью 118
4.5.1 Оптимизация параметров по составу осадительной ванны 119
4.5.2 Влияние температуры осадительной ванны 122
4.5.3 Влияние вязкости прядильного раствора 123
4.5.4 Влияние пути нити в осадительной ванне 125
4.5.5 Влияние рН осадительной ванны 128
4.6 Производственная проверка способа формования на мягких ваннах 130
Заключение 132
Выводы 139
Список литературы 140
Приложения 155
