La pâte de polyacrylonitrile préoxydée (à base de PAN) est un matériau renforcé de fibres, composé de fibres de polyacrylonitrile (PAN) préoxydées, fibrillées en surface et broyées. Son composant principal est la fibre de polyacrylonitrile préoxydée, qui forme, grâce à un procédé spécial, une structure microfibre poreuse à surface spécifique élevée, lui conférant une excellente adhérence et une excellente dispersibilité.
Pâte de Pan préoxydée Processus de production
Le processus de préparation de la pâte de pan préoxydée comprend principalement les étapes suivantes :
1. Traitement de pré-oxydation : Le précurseur de polyacrylonitrile est oxydé dans un environnement d'air à 250-280℃ pour former une structure partiellement cyclique et améliorer la stabilité thermique.
La vitesse de chauffage (8-10℃/min) doit être contrôlée pendant le processus de préoxydation pour éviter la fragilisation des fibres.
2. Modification de surface et fibrillation :
Des additifs tels que le borate de zinc et les whiskers d'oxyde de zinc sont utilisés pour le traitement de surface afin d'améliorer la liaison entre la fibre et la matrice. Grâce au broyage mécanique ou à la technologie air-laid, la fibrillation de la fibre est transformée en une structure en microfibres pour augmenter la surface spécifique.
3. Post-traitement :
Le séchage s'effectue en deux étapes : pré-séchage (80-90℃) et cuisson (160-170℃) pour améliorer la densité et l'uniformité des fibres.
Dans certains procédés, il est nécessaire de mélanger des fibres de support telles que le polyester pour fabriquer des fils filés à âme afin d'améliorer les propriétés mécaniques.
Pâte de Pan préoxydée Caractéristiques de performance
Propriétés physiques et chimiques :
Haute résistance au feu : Indice limite d'oxygène (LOI)> 50%, pas de fusion et pas de gouttelettes lors de la combustion, et c'est un matériau quasi incombustible.
Résistance aux hautes températures : La température d'utilisation à long terme atteint 220℃, la résistance à court terme à une température élevée de 1000℃.
Résistance à la corrosion : Résistance aux acides, aux alcalis, aux solvants organiques et aux radiations, adaptée aux environnements difficiles.
Propriétés mécaniques :
Haute résistance et module élevé : La résistance à la traction peut atteindre plus de 60 GPa, module 1,5 MPa.
Faible fragilité : Améliore la cohésion entre les fibres grâce au traitement de fibrillation et réduit les risques de casse.
Performances de traitement :
Facile à mélanger avec du caoutchouc, de la résine et d'autres matrices, adapté au moulage, au moulage par injection et à d'autres procédés.
La longueur et le diamètre des fibres sont contrôlables et adaptables aux différentes exigences d’application.
| Paramètres techniques |
Valeur |
| Diamètre de la fibre |
8 m |
| Indice limite d'oxygène (ILO) |
≥ 45 % |
| Température de décomposition |
640℃ |
| Résistance à la traction |
1,4-2,8 cN/dtex |
| Élongation |
23%-30% |
| Module |
5-10 Gpa |
| Teneur en humidité |
≤ 0,3 % |
| Récupération d'humidité |
9% |
Domaines d'application de la pâte Pan préoxydée
Matériaux de friction et d'étanchéité : Plaquettes de frein/garnitures d'embrayage : Remplacent l'amiante et améliorent la stabilité du coefficient de frottement.
Joints d'étanchéité : utilisés dans les scénarios d'étanchéité à haute température des automobiles et des machines.
Matériaux de protection : Vêtements ignifuges/couvertures de soudage : utilisez un retardateur de flamme pour protéger les travailleurs soumis à des températures élevées.
Matériaux de transport aéronautique/ferroviaire : utilisés pour la couche d'isolation du moteur et la couche ignifuge du siège.
Produits industriels :
Charges résistantes à l'usure : améliorent la résistance à l'usure du caoutchouc et des plastiques.
Matériaux isolants : Utilisés pour l'isolation des fentes des moteurs et l'isolation entre les spires.
Domaines émergents :
Intermédiaires en fibre de carbone : les fibres de carbone pré-oxydées peuvent être encore carbonisées pour préparer des fibres de carbone hautes performances.
Nouveau domaine énergétique : utilisé pour les séparateurs de batteries et les couches d’isolation thermique des équipements de stockage d’énergie.
Tendances de développement de la pâte Pan préoxydée
Innovation technologique : Développer une pâte modifiée avec une résistance plus élevée et une fragilité plus faible, par exemple en introduisant des moustaches d'oxyde de zinc nano.
Fabrication verte : Optimiser la consommation énergétique du processus de pré-oxydation et favoriser les additifs biosourcés (comme la caséine).
Extension de l'application : S'étendre aux domaines haut de gamme tels que les véhicules à énergie nouvelle et l'aérospatiale, en remplacement de l'amiante traditionnel et des matériaux inorganiques.
La pâte à papier préoxydée s'est avérée irremplaçable dans de nombreux domaines industriels en raison de sa combinaison de performances unique, et les futures mises à niveau technologiques favoriseront davantage sa croissance sur le marché.
