碳纤维行业150页深度研究报告：高端制造业换装首选材料(6)

原料方面，主要包括聚丙烯腈纺丝溶液、溶剂、沉淀剂、油剂等四部分。
PAN 原丝是 PAN 溶液通过纺丝得到，溶液纺丝是当今高性能 PAN 基碳纤维 原丝制备的唯一工艺。一般而言，分子量越大，承载外力的能力越强，引发 缺陷的概率越低。
溶剂可分为无机和有机两类，无机溶剂有硫氰酸钠、氯化锌、硝酸等，有机 溶剂有二甲基酰胺、二甲基乙酰胺及二甲基亚砜。
PAN 溶液通过凝固过程转变为纤维，凝固过程需要沉淀剂，即 PAN 的非溶 剂。常用的沉淀剂一般有水及其他小分子物质。
碳纤维的表面缺陷是影响其力学性能的重要因素之一，使用油剂的目的是 减少碳纤维原丝及预氧化过程引入的表面缺陷，从而提升碳纤维的性能。

设备方面，纺丝装置、水洗装置、拉伸装置及辅助装置是主要的设备。
纺丝装置方面，纺丝机是整条纺丝生产线的关键设备，根据不同的纺丝方 法选择适合的纺丝系统，其相关机械及电器自动控制也随工艺改变而改变。 虽然不同纺丝方法选用不同的纺丝系统，但纺丝机、凝固浴、计量泵及温度 控制器是必不可少的组成部分。
水洗装置方面，初生丝中含有一定量的溶剂，如果不把这些溶剂除去，容易 导致纤维手感粗硬、色泽灰暗、发粘，干燥和热定型纤维容易发黄。
拉伸装置方面，凝固浴中形成的初生纤维凝固还不够充分，必须经过一系 列的后续处理，对 PAN 纤维施加一定程度的拉伸过程，以消除纤维表面及 内部的溶剂，确保纤维质量。通常拉伸装置包括水洗前的预拉伸及之后的 废水拉伸和蒸汽拉伸装置。
辅助装置方面，上油装置、烘干致密化装置、热定型装置及收丝装置是较为 常见的辅助装置，上油装置主要为了增加纤维的抗静电能力，并在预氧化 时能耐高温；烘干致密化装置可消除内应力和纤维内存在的缺陷；热定型 装置可改善纤维的超分子结构，提高纤维的性状稳定性和力学性能；收丝 装置则将 PAN 原丝打包成辊。