ИСТИНА

Углеродные волокна (УВ) являются востребованным материалом при производстве изделий, которые одновременно должны сочетать в себе высокую прочность, легкость и жаропрочность. Самые прочные УВ получают из синтетических волокон прекурсоров на основе полиакрилонитрила (ПАН). Наиболее технологически эффективный способ производства ПАН-волокон реализуют по так называемому "сухо-мокрому" способу, когда прядильный раствор (раствор полимера в "хорошем" растворителе, например, на основе диметилсульфоксида) выдавливается в виде тонких струй из отверстий фильер в воздушную среду, после чего первичное волокно попадает в коагуляционную (осадительную) ванну, заполненную "плохим" растворителем для полимера (например, смесь воды с диметилсульфоксидом). В зависимости от состава коагуляционной ванны волокно приобретает свою первичную структуру. Именно она в значительной степени определяет строение и свойства волокна, формирующегося на последующих этапах обработки и производимом на его основе углеволокна. Хотя в литературе существует много работ посвященных исследованию ПАН-волокон, к настоящему времени нет четкого описания процессов формирования их первичной структуры. В докладе обсуждаются проблемы разработки мезомасштабной модели на основе динамического метода функционала плотности для изучения процесса коагуляции прядильного раствора на основе ПАН и диметилсульфоксида в осадительной ванне в зависимости от состава раствора, состава коагуляционной ванны и ее температуры, скорости вытяжки первичного волокна и времени его пребывания в коагуляционной ванне. В качестве иллюстрации работы нашей модели мы приводим первые результаты изучения кинетики формирования структуры первичного волокна в зависимости от состава и температуры осадительной ванны.