在生产碳纤维的全过程中,有两次双扩散过程,导致纤维的皮芯结构( sheath-core structure))
产生。次双扩散发生在凝固过程。在浓差作用下纺丝液细流中的溶剂向凝固液扩散,凝固剂
皮芯
水向细流中扩散,双扩散由表及里顺序进行,导致凝固丝条及原丝产生轻微的皮芯结构。第二次
双扩散发生在预氧化过程,同样在浓差作用下氧由表及里向纤维内扩散,热解小分子及反应副产的R
物由内向外扩散:由于预氧化反应,使低密度的线型分子链转变成高密度的梯形结构,使纤维表并用
层首先筑起高密度的阻止氧向内扩散的屏障,使氧的径向分布呈现出陡度,产生严重的皮芯结8.21
构。预氧丝的皮芯结构要“遗传”给碳纤维,且在碳化或石墨化过程中进一步加深,严重制约
低的
了碳纤维拉伸强度的提高。如果说凝固过程产生的皮芯结构属于密度型,即表层致密,内部
散,而预氧化过程中形成的皮芯结构则属于氧的径向分布型,其次オ是密度型。如何消除预氧
化过程中产生的皮芯结构是提高碳纤维拉伸强度和拉伸模量的主要技术途径
