ЭЛЕМЕНТНЫЙ СОСТАВ УВМ
•УВ обладают полупроводниковыми свойствами.
•можно в широком диапазоне изменять электропроводность УВ
•Варьируя условия термической обработки, вводя легирующие добавки (бор, щелочные металлы)
•формируя проводящие области из различного типа электропроводящих легирующих добавок,
•ИОНООБМЕННЫЕ УВМ
•Обработкой УВ окислителями, концентрированными растворами кислот (азотная, серная, фосфорная) и другими реагентами получают УВ-катионообменники.
•Путем аминирования (с предварительным хлорированием или без него) в парах аммиака, пиридина при нагревании получают УВ-анионообменники.
•КАТАЛИЗАТОРЫ
•Введением в исходные волокна-прекурсоры или в УВ солей различных металлов (платины, иридия, палладия, хрома, ванадия, серебра, марганца, меди, кобальта, никеля, железа и др.)
•последующей термической обработкой, при которой происходит восстановление металлов, получают металлсодержащие УВ- катализаторы с высокой каталитической активностью.
2.ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ОБРАЗОВАНИЯ УВМ
Закономерности, присущие процессам карбонизации, активирования и графитизации. Методы повышения модуля упругости.
План:
1.Изменение состава в процессе получения УВМ
2.Основные стадии получения УВМ, происходящие при этом химические процессы
a)Воздушная стабилизация (окисление),
b)Карбонизация
c)Графитизация
d)Активирование
e) Поверхностная обработка
ИЗМЕНЕНИЕ СОСТАВА В ПРОЦЕССЕ ПОЛУЧЕНИЯ УВМ
•трудно предсказать эффективность тех или иных технологических приемов, их влияние на эксплуатационные характеристики УВМ.
•сложность физических и структурно- химических превращений, протекающих в процессе высокотемпературной обработки,
• коммерческие тайн и других причин
ИЗМЕНЕНИЕ СОСТАВА В ПРОЦЕССЕ ПОЛУЧЕНИЯ УВМ
•Химический состав и структура УВМ зависят от
•состава исходных волокон-прекурсоров
•условий их получения.
•С повышением температуры термообработки содержание углерода увеличивается от 80 до 99,5%.
•По максимальной температуре термообработки и элементному составу все УВМ можно
подразделить на три вида
ИЗМЕНЕНИЕ СОСТАВА В ПРОЦЕССЕ ПОЛУЧЕНИЯ УВМ
•Вследствие глубоких химических превращений при высокотемпературной обработке и удаления летучих продуктов происходит уменьшение массы волокон, так что выход волокна в виде углерода составляет:
•для волокон на основе вискозного прекурсора:
• карбонизованных - 25 - 35%,
•графитизированных - 23 - 30%;
•для волокон на основе полиакрилонитрильного прекурсора:
•
•
карбонизованных - 45 - 50%, графитизированных - 40 - 50%.
ИЗМЕНЕНИЕ СОСТАВА В ПРОЦЕССЕ ПОЛУЧЕНИЯ УВМ
•Химический состав и структура УВМ зависят от
•состава исходных волокон-прекурсоров
•условий их получения.
•С повышением температуры термообработки содержание углерода увеличивается от 80 до 99,5%.
•По максимальной температуре термообработки и элементному составу все УВМ можно
подразделить на три вида
КЛАССИФИКАЦИЯ УВМ
В соответствии с этим УВ подразделяют на три класса:
Тип |
обугливание, |
содержание С, |
пиролиз - ТТО массовых %
частично |
до 500°С |
до 90 |
карбонизованные |
|
|
карбонизованные |
800 - 1500°С |
91-98 |
графитированны |
выше 1500°С |
выше 99 |
е |
|
|
ИЗМЕНЕНИЕ СОСТАВА В ПРОЦЕССЕ ПОЛУЧЕНИЯ УВМ
•В структуре УВМ содержатся также атомы
•кислорода,
•азота,
•кремния,
•фосфора
•в зависимости от технических добавок,
•на поверхности - различные функциональные группы,
преимущественно кислородсодержащие:
•гидроксильные,
•карбонильные,
• карбоксильные и др.
ОСНОВНЫЕ СТАДИИ ПОЛУЧЕНИЯ УВМ
•подготовка исходного волокна,
•воздушная стабилизация (окисление),
•карбонизация
•активирование или графитизация
•поверхностная обработка
ПОДГОТОВКА ИСХОДНОГО ВОЛОКНА
Основные стадии получения УВМ
В производственном процессе прежде всего изготавливают исходные волокна. Наиболее широко распространены УВМ на основе:
•
•
•
•
•
•
полиакрилонитрила
гидратцеллюлозы поливинилспиртового волокна волокна «саран» нефтяного и каменноугольного пеков
феноло-формальдегидных волокон