稳定氧化锆等氧化物的多晶纤维
稳定化氧化油漆锆纤维也是一种多晶纤维。在醋酸锆水溶液或醋酸锆与氧氯化锆的混合水溶液中加入一定量。加热浓缩至具有合适的黏度,即得到胶体溶液,再在一定的温度下,用喷吹,甩丝或拉丝工艺进行纤维化,干燥后于600~1500摄氏度热处理,便得到稳定化氧化锆多晶纤维。也可以用有机纤维先驱体法,即将有机纤维在锆盐水溶液中浸渍一定时间,再热处理,即得到氧化锆纤维。其他氧化物多晶纤维的制取方法与稳定氧化锆纤维差不多,也是制取多晶连续线;磨细分散的氧化物基于各种结合剂中涂料;用有聚合固化剂的金属盐溶液纺纱;用高黏度浓度的胶体溶液;用有机纤维浸渍难融化合物溶液等。通过纺丝头抽出,气体喷吹方法,离心甩丝等方法制线。
用溶液制线的要点是随后的快速烧成。线状结晶或“须” 醇酸调和漆为单晶结构。“须”的直径不超过10μm,长度对直径的比率为20~100,也有可能超过1000。用以下方法制取晶体纤维:气相沉淀,化学反应法,由溶液结晶,“须”在电场中生长等。原料物质安置在梯度炉里,在这里它被汽化,由气相结晶沉淀。物质的蒸汽被转移到更冷地带,其中在一定的温度梯度下而发生结晶化。线状结晶均匀生长同时引起螺旋状位错,由于“须”尖上发生台阶生长,物质以扩散方式沿旁侧表面向晶须尖。这是比较慢的过程。由气相沉积得到氧化线状晶体聚氨酯漆。碳纤维主要是先驱体法。即将有机纤维在高温惰性气氛中处理,使有机纤维在成分和结构上发生变化,把有机纤维中大部分非碳元素驱除。
同时经历低温(200~300摄氏度)弱键断裂和主键架桥,中温(400~500摄氏度)芳香环缩合和高温(大于800摄氏度)结晶化几个阶段,从而把无规则有机结构转化成晶体排列较规整的含碳量达90%~100%的无机型碳纤维。制取碳纤维用的有机纤维人造丝,可剥漆由于加热时它不熔化,可以直接碳化,但人造丝分子中含碳量低(45%),含氧量高,因而碳化率很低。另外,在碳化过程中防锈漆发生一系列复杂的反应,使内部分子排列变乱,因此1000摄氏度碳化所得到的纤维强度和弹性模量低。