CIAMAR A DHÈANAMH SNÀITHLEACH CARBON?

Tha snàithleach carbain, air a dhèanamh suas de choimeasgaidhean de stuthan eadar-dhealaichte (snàithleach agus roisinn), an caochlaideachd, agus mar sin, an comas gnàthachaidh, aig cridhe an tarraingeachd. Mar àite meatailt, tha co-dhèanamh snàithleach carbain deich uiread neart stàilinn. Bidh luchd-dèanaidh snàithleach carbain a’ cruthachadh thoraidhean a tha coltach ach nach eil co-ionann. Tha snàithleach carbain ag atharrachadh ann am modulas tensile (no stiffness air a dhearbhadh mar deformachadh fo chuideam) agus neart tensile, teannachaidh agus sgìths.

Cuir fios thugainn

Gheibhear snàithleach gualain stèidhichte air PAN an-diugh ann am modulas ìosal (nas lugha na trithead ’s a dhà mhillean lbf/in² no Msi), modulas àbhaisteach (33 gu trithead ’s a sia Msi), modulas eadar-mheadhanach (40 gu leth-cheud Msi), modulas àrd (50 gu seachdad Msi) agus modulas fìor àrd (70 gu ceud dà fhichead Msi).
Ann an teirmean as sìmplidh, tha snàithleach carbain air a chruthachadh le bhith a’ gluasad snàithleach ro-ruithear organach ìre co-cheangailte ann an àile neo-ghnìomhach ìre co-cheangailte aig teòthachdan nas àirde na 1800°F (982.22°C). Ach, tha saothrachadh snàithleach carbain na ghnìomhachas adhartach.

Poileimearachadh agus Snìomh

Poileimearachadh

Bidh am pròiseas a’ tòiseachadh le stoc biadhaidh todhar ceimigeach ris an canar ro-ruithear aig a bheil cnàimh-droma moileciuil an t-snàithleach. An-diugh, tha timcheall air 100 sa cheud den t-snàithleach gualain a thèid a chruthachadh air a dhèanamh de ro-ruithearan stèidhichte air aodach no pic, ach tha a’ mhòr-chuid dheth a’ tighinn bho polyacrylonitrile (PAN), air a dhèanamh bho nitrite, agus tha nitrite a’ tighinn bho na ceimigean gnìomhachais propane agus ammonia.

Mar as trice, bidh am foirmle ro-ruithear a’ tòiseachadh le todhar nitrile ìre co-cheangailte a thèid a chur còmhla ann an reactar le co-monomer acrylic plastaichte agus catalyst leithid searbhag, dà-ogsaid, ola vitriol no searbhag. Leigidh measgachadh leantainneach leis na grìtheidean tighinn còmhla, a’ dèanamh cunbhalachd agus purrachd cinnteach, agus a’ tòiseachadh cruthachadh radicals saor taobh a-staigh structar moileciuil nitrite. Bidh an atharrachadh seo ag adhbhrachadh pròiseas ceimigeach, a bhios a’ toirt a-mach polymers slabhraidh fhada a bhios a’ cruthachadh snàithleanan acrylic. Tha mion-fhiosrachadh mun phròiseas ceimigeach, leithid teòthachd, àile, co-monomers sònraichte agus catalysts, dìlseanach. Às deidh nighe agus tiormachadh, tha an nitrite ann an cruth pùdar air a sgaoileadh ann an solvent organach ìre co-cheangailte leithid dim ethyl sulfide (DMSO), dimethylacetamide (DMAC) no dimethylformamide (DMF), no solvent leaghaidh ìre co-cheangailte, leithid clòraid àireamh atamach 30 agus salainn rhodamine. Bidh solvents organach a’ cuideachadh le bhith a’ seachnadh truailleadh mìrean meatailt lorg, a dh’ fhaodadh cron a dhèanamh air seasmhachd teirmeach aerophilous an t-siostaim agus dàil a chuir air coileanadh teas an t-snàithleach chrìochnaichte. Aig an ìre seo, is e an crochadh pùdar agus solvent no an “còmhdach” ro-ruithear cunbhalachd an t-sioraip. Tha taghadh an fhuasglaiche agus mar sin an ìre smachd air cruas a’ chòtaidh (tro shìoladh domhainn) deatamach airson soirbheachas an ath ìre de chruthachadh snàithleach.
A’ snìomh
Tha snàithleanan PAN air an dèanamh le dòigh ris an canar snìomh fliuch. Tha an còmhdach air a bhogadh ann an amar-ionnlaid nàdarra leaghaidh agus air a thoirt a-mach tro tholl ann an snìomhadair air a dhèanamh à luachmhor. Tha an trannsa air a mhaidseadh ris an àireamh riatanach de shnàithleanan den t-snàithleach PAN (me, 12,000 toll de shnàithleach gualain 12K). Tha an snàithleach snìomh fliuch seo, a tha caran tiugh agus brisg, air a tharraing tro rolair gus cus àidseant a thoirt air falbh, an uairsin air a thiormachadh agus air a shìneadh gus stiùireadh a’ cho-thàthaidh PAN a chumail a’ dol. An seo, tha cruth agus earrann-tarsainn a-staigh nan snàithleanan air an dearbhadh leis an ìre gu bheil an fhuasglaiche agus an àidseant taghte a’ dol a-steach do na snàithleanan ro-ruithear, an ìre de theannachadh a chaidh a chuir an sàs, agus sìneadh PC nam snàithleanan. Tha an tè mu dheireadh fo shealbh gach neach-dèanamh. Dh’ fhaodadh roghainn eile an àite snìomh fliuch a bhith na dhòigh measgaichte ris an canar spreadhadh tioram/snìomh fliuch, a bhios a’ cleachdadh beàrn èadhair dhìreach eadar na snàithleanan agus an amar-ionnlaid nàdarra. Bidh seo a’ leantainn gu snàithleach PAN cruinn caol a neartaicheas an eadar-aghaidh snàithleach/rosin maitrís taobh a-staigh a’ cho-dhèanta. Is e an ceum mu dheireadh ann an cruthachadh snàithleach ro-ruithear PAN cleachdadh olan crìochnachaidh gus casg a chuir air filamentan slaodach bho bhith a’ cruinneachadh. Bidh na snàithleachan PAN geal an uairsin a’ tiormachadh a-rithist agus air an lùbadh air spool.

Ocsaideachadh agus Carbonachadh

Ocsaideachadh

Tha na bobainean seo air an luchdachadh a-steach don bhasgaid, agus taobh a-staigh an ìre cinneasachaidh as fhaide, ìre ocsaididh, bidh snàithleanan PAN air am biathadh tro shreath de fhùirneisean sònraichte. Mus tèid iad a-steach don phrìomh inneal cidsin, bidh na snàithleanan PAN a’ socrachadh ann an sreang no duilleag ris an canar dlùth. Tha teòthachd an t-seòmair eadar 392 °F (timcheall air 200 °C) agus 572 °F (300 ceum Celsius).

Gus casg a chur air neo-chomas teas ruithteach (neo-chomas enthalpy measta rè oxidation, a ghabhas obrachadh a-mach aig 2,000 kJ / cileagram, gluais an cunnart teine fhìor), bidh luchd-dèanaidh innealan cidsin a’ cleachdadh sgaoileadh de shruth de phlàtaichean adhair gus cuideachadh le teas a sgaoileadh agus teòthachd a riaghladh. Air a stiùireadh le ceimigeach ro-ruithear sònraichte, tha an ùine oxidation gu tur eadar-dhealaichte, ach tha Littler a’ meas gun tèid an t-sruth 24K atharrachadh aig ìre timcheall air 43 troigh gach 13 meatair gach mionaid air loidhne ro-mhòr le iomadh àmhainn oxidation. Mu dheireadh, tha na snàithleanan PAN atharrachail (seasmhach) a’ toirt a-steach bho timcheall air 500 gu timcheall air 65 moileciuilean gualain leis a’ chòrr mar ghas, measgachadh de àireamh atamach 7 agus O.
Carbonachadh
Bidh carbonachadh a’ tachairt rè àile neo-ghnìomhach (gun ocsaidean) ann an sreath de fhùirneisean a chaidh a dhealbhadh gu sònraichte, mean air mhean ag àrdachadh teòthachd a’ phròiseis. Aig corp an uisge agus beul gach seòmar, bidh an seòmar leasachaidh a’ cur casg air O2 a dhol a-steach leis gu bheil gach moileciuil O2 a’ dol tron inneal cidsin a’ toirt air falbh beagan de na snàithleanan. Faodaidh seo casg a chuir air call carbon a thèid a chruthachadh aig teas mar sin. Às aonais O2, chan eil ach moileciuilean neo-charbon, a’ gabhail a-steach todhar agus todhar organach luaineach eile (air an seasmhachd aig ìre de dhà fhichead gu ochdad ppm) agus mìrean (leithid pìosan snàithleach a chaidh a thasgadh gu ìre) air an toirt air falbh agus air an leigeil ma sgaoil bhon inneal cidsin airson iar-làimhseachadh ann am fùirneis fo smachd àrainneachdail. Bidh carbonachadh a’ tòiseachadh ann an seòmar teòthachd, a’ gluasad nan snàithleanan gu 1292 °F (timcheall air 700 °C) gu 1472 °F (700 °C gu 800 °C) agus a’ crìochnachadh ann an seòmar teas aig 2192 °F (timcheall air 1,200 °C) gu 2732 °F (timcheall air 1,500 °C). 1500 ° C). Tha an àireamh de sheòmraichean air a dhearbhadh leis a’ mhodal a tha a dhìth taobh a-staigh an t-snàithleach charboin; tha prìs an ìre mhath àrd nan snàithleach charboin àrd is neo-mheadhanach àrd mar thoradh gu ìre air an t-seasmhachd agus an teòthachd a dh’ fheumas an àmhainn teas a choileanadh. Ged a tha an t-seasmhachd seilbh agus gu bheil gach ìre snàithleach charboin gu tur eadar-dhealaichte, tha an t-seasmhachd ocsaididh air a thomhas ann an uairean a thìde, ach tha an ìre charboinidh air a lughdachadh le òrdugh meudachd ann am mionaidean. Cho luath ‘s a dh’ atharraicheas an snàithleach staid, bidh e a’ lughdachadh cuideam agus meud, a’ giorrachadh an fhaid le còig gu 100%, agus a’ lughdachadh an trast-thomhas. Gu dearbh, tha an dàimh cainneachdail tionndaidh den ro-ruithear PAN ris an t-snàithleach charboin PAN timcheall air 2: 1 agus tha an comas gluasaid nas lugha na paidhir - is e sin, tha tòrr nas lugha de stuth a’ dol a-steach don phròiseas. Bidh an dòigh-obrach seo a’ cothlamadh moileciuilean O bhon adhar le snàithleach PAN anns an dlùth agus a’ tòiseachadh air ceangal-tarsainn nan slabhraidhean todhar. Bidh seo ag àrdachadh dùmhlachd an t-snàithleach bho ~1.18 g / cc suas gu 1.38 g / cc.

Làimhseachadh uachdar agus meudachadh

Làimhseachadh uachdar agus meudachadh
Tha an ath cheum riatanach airson coileanadh snàithleach, agus a bharrachd air na ro-ruithearan, is e as fheàrr a tha e a’ dèanamh eadar-dhealachadh eadar toradh aon sholaraiche agus toradh farpaisich. Tha an greamachadh eadar an todhar organach maitrís agus mar sin na snàithleanan gualain riatanach airson an co-dhèanamh a neartachadh; tron phròiseas cinneasachaidh snàithleach gualain, thèid làimhseachadh uachdar a dhèanamh gus an greamachadh seo a bhrosnachadh.

Àm puist: 1 dhen t-Samhain 2018

Ciamar a dhèanamh snàithleach carbain?

CIAMAR A DHÈANAMH SNÀITHLEACH CARBON?

Poileimearachadh agus Snìomh

Ocsaideachadh agus Carbonachadh

Làimhseachadh uachdar agus meudachadh