เยื่อกระดาษพรีออกซิไดซ์แพน (เยื่อกระดาษที่ทำจาก PAN) เป็นวัสดุเสริมแรงด้วยเส้นใยที่ทำจากเส้นใยโพลีอะคริโลไนไตรล์ (PAN) เป็นวัตถุดิบ ซึ่งผ่านกระบวนการพรีออกซิไดซ์ การทำให้เกิดเส้นใยฝอยที่พื้นผิว และการบด ส่วนประกอบหลักคือเส้นใยโพลีอะคริโลไนไตรล์พรีออกซิไดซ์แพน ซึ่งก่อตัวเป็นโครงสร้างไมโครไฟเบอร์ที่มีรูพรุนและมีพื้นที่ผิวจำเพาะสูงผ่านกระบวนการพิเศษ ทำให้มีคุณสมบัติในการยึดเกาะและการกระจายตัวที่ดีเยี่ยม
กระบวนการผลิตเยื่อกระดาษที่ผ่านการออกซิไดซ์ล่วงหน้า
กระบวนการเตรียมเยื่อกระดาษที่ผ่านการออกซิเดชั่นเบื้องต้นส่วนใหญ่ประกอบด้วยขั้นตอนดังต่อไปนี้:
1. การเตรียมการออกซิเดชันเบื้องต้น: สารตั้งต้นของโพลีอะคริโลไนไตรล์จะถูกออกซิไดซ์ในสภาพแวดล้อมของอากาศที่อุณหภูมิ 250-280℃ เพื่อสร้างโครงสร้างแบบวงแหวนบางส่วนและปรับปรุงเสถียรภาพทางความร้อน
จำเป็นต้องควบคุมอัตราการให้ความร้อน (8-10℃/นาที) ในระหว่างกระบวนการพรีออกซิเดชันเพื่อป้องกันไม่ให้เส้นใยเปราะ
2. การปรับเปลี่ยนพื้นผิวและการเกิดเส้นใย:
สารเติมแต่ง เช่น ซิงค์โบเรตและเส้นใยซิงค์ออกไซด์ ถูกนำมาใช้ในการปรับสภาพพื้นผิวเพื่อเพิ่มการยึดเกาะระหว่างเส้นใยและเมทริกซ์ โดยผ่านกระบวนการบดเชิงกลหรือเทคโนโลยีการวางด้วยลม เส้นใยจะถูกเปลี่ยนเป็นโครงสร้างไมโครไฟเบอร์เพื่อเพิ่มพื้นที่ผิวจำเพาะ
3. หลังการรักษา:
กระบวนการอบแห้งจะดำเนินการในสองขั้นตอน ได้แก่ การอบแห้งเบื้องต้น (80-90℃) และการอบ (160-170℃) เพื่อเพิ่มความหนาแน่นและความสม่ำเสมอของเส้นใย
ในบางกระบวนการ จำเป็นต้องผสมกับเส้นใยเสริม เช่น โพลีเอสเตอร์ เพื่อทำเส้นด้ายแกนปั่น เพื่อเพิ่มคุณสมบัติทางกล
คุณลักษณะด้านประสิทธิภาพของเยื่อกระดาษแพนที่ผ่านการออกซิไดซ์ล่วงหน้า
คุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมี:
คุณสมบัติหน่วงไฟสูง: มีค่าดัชนีออกซิเจนจำกัด (LOI) มากกว่า 50% ไม่หลอมเหลวและไม่หยดขณะเผาไหม้ และจัดเป็นวัสดุกึ่งไม่ติดไฟ
ทนต่ออุณหภูมิสูง: อุณหภูมิใช้งานต่อเนื่องยาวนานสูงสุด 220℃ ทนต่ออุณหภูมิสูงในระยะสั้นได้ถึง 1000℃
ความต้านทานการกัดกร่อน: ทนต่อกรด ด่าง สารละลายอินทรีย์ และรังสี เหมาะสำหรับสภาพแวดล้อมที่รุนแรง
คุณสมบัติทางกล:
ความแข็งแรงสูงและค่าโมดูลัสสูง: ความแข็งแรงดึงสูงสุดสามารถสูงถึงมากกว่า 60 GPa และโมดูลัส 1.5 MPa
ความเปราะต่ำ: เพิ่มความแข็งแรงของเส้นใยผ่านกระบวนการทำให้เป็นเส้นใยละเอียด และลดความเสี่ยงต่อการแตกหัก
ประสิทธิภาพการประมวลผล:
ผสมเข้ากับยาง เรซิน และวัสดุอื่นๆ ได้ง่าย เหมาะสำหรับการขึ้นรูป การฉีดขึ้นรูป และกระบวนการอื่นๆ
ความยาวและเส้นผ่านศูนย์กลางของเส้นใยสามารถควบคุมและปรับเปลี่ยนได้ตามความต้องการใช้งานที่แตกต่างกัน
| พารามิเตอร์ทางเทคนิค |
ค่า |
| เส้นผ่านศูนย์กลางของเส้นใย |
8 ม. |
| ดัชนีออกซิเจนจำกัด (LOI) |
≥45% |
| อุณหภูมิการสลายตัว |
640℃ |
| ความแข็งแรงแรงดึง |
1.4-2.8 cN/dtex |
| การยืดตัว |
23%-30% |
| โมดูลัส |
เกรดเฉลี่ย 5-10 |
| ปริมาณความชื้น |
≤0.3% |
| การคืนความชุ่มชื้น |
9% |
ขอบเขตการใช้งานของเยื่อกระดาษแพนที่ผ่านการออกซิไดซ์ล่วงหน้า
วัสดุเสียดทานและวัสดุปิดผนึก: ผ้าเบรก/ผ้าคลัตช์: เปลี่ยนวัสดุจากแอสเบสตอสเป็นวัสดุอื่น เพื่อเพิ่มความเสถียรของค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทาน
ปะเก็นซีล: ใช้ในงานซีลที่อุณหภูมิสูงในรถยนต์และเครื่องจักร
วัสดุป้องกัน: เสื้อผ้ากันไฟ/ผ้าห่มสำหรับงานเชื่อม: ใช้สารหน่วงไฟเพื่อปกป้องคนงานที่ทำงานในอุณหภูมิสูง
วัสดุสำหรับการขนส่งทางการบิน/ทางรถไฟ: ใช้สำหรับชั้นฉนวนของเครื่องยนต์และชั้นกันไฟของเบาะนั่ง
ผลิตภัณฑ์อุตสาหกรรม:
สารเติมแต่งทนการสึกหรอ: ช่วยเพิ่มความทนทานต่อการสึกหรอของยางและพลาสติก
วัสดุฉนวน: ใช้สำหรับหุ้มฉนวนร่องมอเตอร์และฉนวนระหว่างขดลวด
สาขาที่กำลังเกิดขึ้นใหม่:
สารตัวกลางสำหรับเส้นใยคาร์บอน: เส้นใยแพนที่ผ่านการออกซิไดซ์เบื้องต้นสามารถนำไปผ่านกระบวนการคาร์บอนไนเซชันเพิ่มเติมเพื่อเตรียมเส้นใยคาร์บอนประสิทธิภาพสูงได้
สาขาพลังงานใหม่: ใช้สำหรับแผ่นกั้นแบตเตอรี่และชั้นฉนวนกันความร้อนของอุปกรณ์จัดเก็บพลังงาน
แนวโน้มการพัฒนาเยื่อกระดาษแพนที่ผ่านการออกซิไดซ์ล่วงหน้า
นวัตกรรมทางเทคโนโลยี: พัฒนาเยื่อกระดาษดัดแปลงที่มีความแข็งแรงสูงขึ้นและเปราะน้อยลง เช่น การเติมเส้นใยนาโนซิงค์ออกไซด์
การผลิตที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม: ปรับปรุงการใช้พลังงานในกระบวนการพรีออกซิเดชันให้เหมาะสม และส่งเสริมการใช้สารเติมแต่งชีวภาพ (เช่น เคซีน)
การขยายขอบเขตการใช้งาน: ขยายไปสู่สาขาขั้นสูง เช่น ยานยนต์พลังงานใหม่และอุตสาหกรรมการบินและอวกาศ โดยแทนที่วัสดุแอสเบสตอสและวัสดุอนินทรีย์แบบดั้งเดิม
เยื่อกระดาษที่ผ่านการออกซิเดชั่นล่วงหน้าได้พิสูจน์แล้วว่ามีความสำคัญอย่างยิ่งในหลายอุตสาหกรรม เนื่องจากคุณสมบัติที่เป็นเอกลักษณ์ และการพัฒนาเทคโนโลยีในอนาคตจะยิ่งส่งเสริมการเติบโตของตลาดต่อไป
