【技術干貨】一文簡要了解短切碳纖維的加工方法及裝備 zund bhs 150-合成纖維台中切割加工－劉仁妮焦點新聞熱搜

1 短切碳纖維概述

當專門為多用途而生產短切碳纖維時，上漿劑的化學特性極其重要。在復合材料工業中，按照基體樹脂的使用范圍，要求制造過程中上漿劑必須要與最終基體相容。近年來，漿料化學特性的進步使該行業從溶劑型漿料轉向水性漿料，進而使得上漿過程更加清潔和環保。

通常而言，用于短切碳纖維的漿料分子量應該較低，以利于脫漿。在大多數情況下，通過在線生產具有不同類型上漿劑的碳纖維以匹配特定的基體是不可行的。而且多數情況是為了滿足基體相容性需求，往往需要將生產線上使用的原有漿料去除，然後施以新的具有匹配性的上漿劑。

因此，也有部分碳纖維公司會生產不上漿的碳纖維以促進纖維/基體之間的結合，許多公司會使用美國Michelman或德國Schill&Seilacher等專業公司開發的專有上漿劑。

工業上的要求是短切碳纖維具有一致的流速，并且纖維在混合階段纖維要充分混合，而且還需要高體積密度。短切碳纖維的積極意義在于可有助于提高不合格碳纖維產品的利用價值。

2 短切碳纖維的加工方法

短切碳纖維加工方法可以分為濕法和干法兩種，兩者主要設備是相同的，只是設備的布局有所差異。

2.1 濕法短切碳纖維加工工藝

在該種工藝過程中，碳纖維經過退漿和重新上漿後直接進行短切處理，然後進行干燥裝置進行加熱處理。其工藝示意圖如下圖1所示。

圖1 濕法短切碳纖維加工工藝

2.2 干法短切碳纖維加工工藝

在該種工藝過程中，碳纖維經過退漿和重新上漿後，隨後進行干燥處理，然後再進行短切。其工藝示意圖如下圖2所示。

3 短切碳纖維加工工序與裝備

按照上述短切碳纖維主要加工工藝，其所需主要設備包括：筒子架、退漿裝置、上漿槽、干燥裝置、短切設備、篩分設備和包裝設備。

筒子架：筒子架只需要簡單的類型即可在退繞過程中保持絲束上的張力恒定一致。

退漿：最常見的方法是使用熱解法去除碳纖維表面漿料，所需的溫度相對較低，不超過400℃，因此熱解爐可以采用相對較低的技術。如果使用水溶性上漿劑，則退漿裝置將采用溶劑洗浴的形式。

上漿：簡單的浸漬處理裝置，并帶有相應的循環裝置。

烘干：在濕法短切碳纖維加工工藝過程中，干燥裝置將是水平帶式干燥通道，在干態切碎的情況下，干燥裝置將有垂直通道。

短切：切割碳纖維有兩種常用的方法：旋轉法或斷頭法。旋轉切碎機（例如Finn＆Fram）可以較高的速度運行，但切割頭的磨損率很高；斷頭切碎機（例如Berger或Pierret）速度慢且更準確。

篩選：與所需的切割長度相比，振動篩的使用可確保減少長纖維或短纖維的含量。

卷裝：真空裝袋系統的使用確保了每個短切纖維袋都具有所需的重量，并且真空減小了袋的體積，從而可以更有效地運輸。

4 加工過程影響分析

與所有工業過程一樣，必須密切關注短切碳纖維加工過程產生的環境影響，而最有可能對環境產生影響的兩個部分是退漿和上漿。在通過熱解進行去膠的情況下，必須考慮工藝產生的煙氣，在排放到大氣前可能需要進行處理。產生的煙霧將取決于連續纖維生產時使用的上漿劑。

尾注：本公眾號為國家工程實驗室、省級工程實驗室等平臺支持微信號，感謝關注與支持。

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