Voroxidierter Panzellstoff (PAN-basierter Zellstoff) ist ein faserverstärktes Material aus Polyacrylnitril (PAN)-Fasern als Rohmaterial, das voroxidiert, oberflächenfibrilliert und gemahlen wird. Sein Kernbestandteil ist die voroxidierte Polyacrylnitril-Panfaser, die durch ein spezielles Verfahren eine poröse Mikrofaserstruktur mit hoher spezifischer Oberfläche bildet, die ihr hervorragende Griffigkeit und Dispergierbarkeit verleiht.
Voroxidierter Pan-Zellstoff Produktionsprozess
Der Herstellungsprozess von voroxidiertem Panzellstoff umfasst im Wesentlichen die folgenden Schritte:
1. Voroxidationsbehandlung: Polyacrylnitril-Vorläufer werden in einer Luftumgebung bei 250–280 °C oxidiert, um eine teilweise zyklische Struktur zu bilden und die thermische Stabilität zu verbessern.
Die Heizrate (8–10 °C/min) muss während des Voroxidationsprozesses kontrolliert werden, um eine Versprödung der Fasern zu vermeiden.
2. Oberflächenmodifizierung und Fibrillierung:
Additive wie Zinkborat und Zinkoxid-Whisker werden zur Oberflächenbehandlung eingesetzt, um die Bindung zwischen Faser und Matrix zu verbessern. Durch mechanisches Mahlen oder Airlaid-Verfahren wird die Faserfibrillierung in eine Mikrofaserstruktur umgewandelt, um die spezifische Oberfläche zu vergrößern.
3. Nachbehandlung:
Das Trocknen erfolgt in zwei Schritten: Vortrocknen (80–90 °C) und Backen (160–170 °C), um die Faserdichte und -gleichmäßigkeit zu verbessern.
Bei manchen Verfahren ist die Beimischung von Stützfasern wie Polyester zur Herstellung von Kerngarnen zur Verbesserung der mechanischen Eigenschaften erforderlich.
Voroxidierter Panzellstoff Leistungsmerkmale
Physikalische und chemische Eigenschaften:
Hohe Flammhemmung: Sauerstoffgrenzwert (LOI) > 50 %, kein Schmelzen und kein Tropfen während der Verbrennung, und es ist ein quasi-nicht brennbares Material.
Hohe Temperaturbeständigkeit: Die Langzeitgebrauchstemperatur erreicht 220 °C, kurzfristige Beständigkeit gegen hohe Temperaturen von 1000 °C.
Korrosionsbeständigkeit: Beständig gegen Säuren, Laugen, organische Lösungsmittel und Strahlung, geeignet für raue Umgebungen.
Mechanische Eigenschaften:
Hohe Festigkeit und hoher Elastizitätsmodul: Die Zugfestigkeit kann über 60 GPa erreichen, der Elastizitätsmodul 1,5 MPa.
Geringe Sprödigkeit: Durch die Fibrillierungsbehandlung wird der Zusammenhalt zwischen den Fasern verbessert und das Bruchrisiko verringert.
Verarbeitungsleistung:
Lässt sich leicht mit Gummi, Harz und anderen Matrizen verbinden, ist für Formgebung, Spritzguss und andere Verfahren geeignet.
Faserlänge und -durchmesser sind steuerbar und an unterschiedliche Anwendungsanforderungen anpassbar.
| Technische Parameter |
Wert |
| Faserdurchmesser |
8 m |
| Sauerstofflimitierungsindex (LOI) |
≥45 % |
| Zersetzungstemperatur |
640℃ |
| Zugfestigkeit |
1,4-2,8 cN/dtex |
| Verlängerung |
23 % – 30 % |
| Modul |
5-10 Gpa |
| Feuchtigkeitsgehalt |
≤0,3 % |
| Feuchtigkeitsrückgewinnung |
9% |
Anwendungsgebiete für voroxidierten Panzellstoff
Reib- und Dichtungsmaterialien: Bremsbeläge/Kupplungsbeläge: Ersetzen Asbest und verbessern die Reibwertstabilität.
Dichtungsringe: Werden in Hochtemperatur-Dichtungssituationen von Autos und Maschinen verwendet.
Schutzmaterialien: Feuerfeste Kleidung/Schweißdecken: Verwenden Sie Flammschutzmittel, um Arbeiter zu schützen, die hohen Temperaturen ausgesetzt sind.
Materialien für den Luft- und Schienenverkehr: Werden für die Motorisolationsschicht und die feuerfeste Sitzschicht verwendet.
Industrieprodukte:
Verschleißfeste Füllstoffe: Erhöhen die Verschleißfestigkeit von Gummi und Kunststoffen.
Isoliermaterialien: Werden zur Motornut-Isolierung und zur Isolierung zwischen den Windungen verwendet.
Neue Felder:
Zwischenprodukte aus Kohlenstofffasern: Voroxidierte Panfasern können weiter karbonisiert werden, um Hochleistungskohlenstofffasern herzustellen.
Neues Energiefeld: Wird für Batterieseparatoren und Wärmedämmschichten von Energiespeichern verwendet.
Entwicklungstrends bei voroxidiertem Panzellstoff
Technologische Innovation: Entwickeln Sie modifizierten Zellstoff mit höherer Festigkeit und geringerer Sprödigkeit, beispielsweise durch die Einführung von Nano-Zinkoxid-Whiskern.
Grüne Fertigung: Optimieren Sie den Energieverbrauch des Voroxidationsprozesses und fördern Sie biobasierte Zusatzstoffe (wie Kasein).
Anwendungserweiterung: Ausweitung auf High-End-Bereiche wie Fahrzeuge mit neuer Energie und die Luft- und Raumfahrt, wobei herkömmlicher Asbest und anorganische Materialien ersetzt werden.
Voroxidierter Zellstoff hat sich aufgrund seiner einzigartigen Leistungskombination in zahlreichen Industriebereichen als unersetzlich erwiesen und zukünftige technologische Verbesserungen werden sein Marktwachstum weiter fördern.
