外行说碳纤维碳化

       碳纤维作为一种新材料，发展了很多年，未接触这个行业之前，对此一无所知。在找工作的时候，新材料的股票比较好，就选择了一家碳纤维生产企业。入行近4载，一直从事碳纤维碳化设备的管理维护工作，对碳纤维的碳化工艺不了解，由于长时间的接触设备，对碳纤维的碳化也有了自己的不同理解。碳纤维根据原料不同也分不同的种类，听说有沥青的、丙烯晴的、好像还有塑料的、植物纤维的，当然有的没的，咱没看见不能乱说，反正看到的是丙烯晴的。还听说有个公司靠生产高模的碳纤维依旧生存着，反正是道听途说，不论真假，真的咱没那技术，假的跟咱关系也不大。闲话不扯，说说咱见过的碳纤维，反正作为一个外行来说，想法可能搞笑的成分更多吧。

       碳纤维碳化主要流程：退丝→预氧化→碳化→表面处理→干燥→上浆→干燥→卷绕，总体来说跟化工长长的工艺相对要简单。但是往往越简单越复杂，技术往往看着简单了就复杂了，而技术做复杂了可能就简单了。不跑题了，先唠唠退丝了。看了退丝这么多年，经常坏的地方不多，主要就是导轮的安装位置不合理造成的损坏比较多，不知道设计的人怎么想的，安装位置合理了，一个月怎么也能省出2000元备件费吧。退丝设备要求张力控制均匀，但是从来也没看到一个标准说张力的cv在多少是合理的范围，也没到过退丝张力cv在生产的过程中又放大多少倍的差，更不知道这个张力的cv对成品碳纤维cv有多大的影响。假如这个cv值对碳纤维的cv有影响那么0.1影响会怎么样？0.01影响怎么样？0.001影响怎么样？0.0001影响怎么样？0.00001影响怎么样？0.000001影响怎么样？后面咱就不想了，这个精度范围估计没那么高。

       在来说说预氧化，顾名思义就是提前氧化吧，就这样理解了，在工艺的眼里应该有专业的说法。反正在咱眼里就是氧化了，肯定会需要氧气了，让咱感觉不可思议的咋没有控制氧含量的手段呢？这个阶段有废气产生，废气要被烧了才行，烧了东西或多或少就有一些尘了，环保要求比较严，没除尘咋能直排啊。不知道别的企业废气怎么烧的，会不会堵塞炉子，反正因为那些尘，要清理炉子。貌似一些尘也会被丝带走，那些尘对碳纤维生产有影响吗？咱是不知道了，貌似大概应是有的吧。居然因为尘知道是哪里来的，为什么不考虑从根源上消除呢？可能是很难吧，但是谁先消除这个问题，谁的成本就有下降吧，谁的成本低了谁的竞争力也会强，或许那样就成了企业的核心技术之一吧！还挺说过一个想法是在预氧化增加除尘设备，这个想法本身没问题，但是从成本的角度来说，想法只会增加成本，降低企业的竞争力，可能方向错了，在努力也是一种浪费啊！在咱看来预氧化在保质的情况下，速度越快越好。在同样的时间里生产出更多的碳纤维就是效率，就是企业的利润了。不想当将军的士兵应该也是士兵了，不考虑企业利润的公司会久吗？预氧化的设备还算稳定，除了比较热好像也没什么了。热了某些仪表怕烫啊！而且热了能耗也高，预氧化的保温保的是效益啊。

        碳纤维的碳化具体的专业术语也不懂，大概的理解就是碳多起来吧！这个工艺没明白，温度很高，就连废气都要求那么高的温度，有个疑问就是管线越长加热成本越高，在设计的时候为什么不尽量建设管线长度啊？每米都是成本啊！

       之后的表面处理，也是比较糊涂的一个工艺，听说目的是为了挖坑，上浆的时候好填坑。看一些资料书籍对电解有个介绍，貌似能说明白的人不多，反正没谁给咱说的太明白了。有个咱的理解，提出来搞笑一下。一种理解是用100N的力一次击打的效果，另一种理解是多次击打累计用100N的力的效果，貌似书上说的是多次击打累计用100N的意思。很业余没那么专业，不知道两种表面处理的效果各自怎么样啊。

       干燥跟吹风机吹头发区别不大，但过程复杂，流体力学好的才能弄明白怎么回事，其实干燥的热也可来自废气的热，或许可节能不少。其实干燥前面还有设备。据说啊，喷淋效果可能比浸泡效果好，反正现场两种都有。

       说说碳纤维生产过程中比较黏糊糊的一个环节，其实在其他纤维的生产过程中也有这个工艺，上浆这个工艺在化纤的生产中应该算是比较常见的吧，这个方面的理论应该不错，但是在碳纤维企业貌似没接触过几个这方面理论强人。这个环节cv很重要，同时丝与丝之间的间隙控制对卷绕的毛丝量有些影响，对丝轴的成型也有影响。这个环节应该需要理论支持而不是经验值，经验值的成本太高了。导辊的合理布局和张力均衡自控才能有好的收丝效果。

       最后就是收丝了，卷绕设备厂家很多，但是用的就一家，见过德国的、日本的、美国的，一直用的是德国的，每个设备都有自己的特色。导轮的布局对丝的宽度有影响，对同样的参数不同的设备使用也存在差异。个人认为卷绕的核心在于丝轴成型的数学模型才是最重要的，理解了数学模型，就在理论上有了指导，机械实现还是比较简单的。说到卷绕还应该结合原丝的卷绕，原丝卷绕长度越长对降低成本很重要。

       碳纤维碳化不仅仅是碳化的问题，还跟原丝有关，信息互通会有不一样的收获。其实碳化设备是不断更新和变化的，现有的技术只有为更先进的技术前进提供方向性的指导才是其最大价值。碳纤维碳化是一个类似化纤的生产过程，有些技术问题的理论其实可以借鉴化纤理论的，如果只是在碳纤维的领域摸索想要大的进步不容易，在类比中寻找技术的突破口，才能快速推进碳纤维的技术发展。