粘胶基碳纤维的制造及其应用

粘胶基碳纤维是以粘胶纤维为原料，在低温热处理后再在非氧化性条件下经800℃以上的高温热处理而制得的以碳为主要成分的纤维材料。本文主要从粘胶基碳纤维的制造工艺、碳化机理、产品性能及用途几方面作简单介绍，并对粘胶基碳纤维的发展前景作了展望。     

粘胶基碳纤维连续式电化学氧化表面处理：（Ⅱ）碳纤维增强复合材 …

本文用短支梁三点弯曲法及Ｆｒａｇｍｅｎｔ法测定了连续式电氧化处理粘胶基碳纤维与酚醛树脂及环氧树脂复合材料界面粘合性,并用ＳＥＭ观察了其界面的形貌。结果表明：在本试验范围内经电化学中以使粘胶基碳纤维／酚醛树脂复合材料界面的粘合强度提高２５％,而粘胶基碳纤维／环氧树脂复合材料界面的粘合强度可提高１００％。这可能是由于环氧树脂可与碳纤维表面的官能团形成化学键的原因。     

聚丙烯腈基碳纤维的生产应用与市场分析

一、概述美国联合碳化物公司（UCC）于1959年开始最早生产粘胶基碳纤维,20世纪五六十年代是粘胶基碳纤维的鼎盛时期,虽然目前已开始衰退,但是它作为耐烧蚀材料至今仍占有一席之地。1959年,日本研究人员发明了用聚丙烯腈（PAN）原丝制造碳纤维的新方法。在此基础上,英国皇家航空研究院研制出了制造高性能PAN基碳纤维的技术流程,使其发展驶入了快车道,     

粘胶基碳纤维连续式电化学氧化表面处理（1）：碳纤维表面的物理 …

本文报道了用连续式电化学氧化表面处理粘胶基碳纤维表面,并测定了处理后碳纤维的单丝强度,表面浸润性,表面活性官能团含量及表面形貌等表面物理化学性能。结果表明：粘胶基碳纤维经电化学氧化表面处理可以有效地在表面主生活性官能团和提高表面粗糙度,从而有效地提高表面润湿性,但经处理后单丝强度较易下降,因此需精确控制处理的条件。     

化学切割粘胶基碳纤维制备碳量子点

以废弃的粘胶基碳纤维为碳源,通过化学切割法制备了碳量子点。通过透射电镜、荧光光谱和傅里叶红外光谱等对碳量子点的微观形貌、光物理性质和化学结构进行表征,结果发现:通过化学切割粘胶基碳纤维制备的碳量子点分散性能良好,保留了碳纤维原有的晶格结构,并且展现出多色彩的荧光效应。     

碳纤维的研究和生产现状

从碳纤维的性质、生产工艺、主要生产商、国内外市场等方面对粘胶基碳纤维、PAN基碳纤维和沥青基碳纤维进行了叙述和分析。随着经济危机的影响逐步减弱,碳纤维应用领域愈加广泛,其生产技术将不断发展,生产能力也将不断扩大。     

复合催化剂中有机硅组分在粘胶基礞纤维制备中的作用

催化剂是制备粘胶基碳纤维的关键技术之一,通过热质联用（TG-MS）、扫描电镜（SEM）和力学性能测试等手段分析了硫酸铵／氯化铵／有机硅复合催化剂体系中有机硅对粘胶纤维热裂解的影响。结果表明：有机硅不具备无机催化剂所具有的使粘胶纤维的热解反应变得缓和,提高热解反应的收率,促进粘胶纤维热裂解过程中H2O、CO和CO2的生成等作用。其作用主要是在浸渍过程中促进无机催化剂向粘胶纤维内部渗透,同时还能使粘胶纤维大分子发生适度的交联,提高其在中温碳化过程中的可拉伸性,最终提高粘胶基碳纤维的性能。     

复合催化剂中有机硅组分在粘胶基碳纤维制备中的作用

催化剂是制备粘胶基碳纤维的关键技术之一,通过热质联用(TG-MS)、扫描电镜(SEM)和力学性能测试等手段分析了硫酸铵/氯化铵/有机硅复合催化剂体系中有机硅对粘胶纤维热裂解的影响。结果表明:有机硅不具备无机催化剂所具有的使粘胶纤维的热解反应变得缓和,提高热解反应的收率,促进粘胶纤维热裂解过程中H2O、CO和CO2的生成等作用。其作用主要是在浸渍过程中促进无机催化剂向粘胶纤维内部渗透,同时还能使粘胶纤维大分子发生适度的交联,提高其在中温碳化过程中的可拉伸性,最终提高粘胶基碳纤维的性能。     

粘胶基碳纤维连续式电化学氧化表面处理(Ⅱ)碳纤维增强复合材料的界面

本文用短支梁三点弯曲法及Fragment法测定了连续式电氧化处理粘胶基碳纤维与酚醛树脂及环氧树脂复合材料界面粘合性 ,并用SEM观察了其界面的形貌。结果表明 :在本试验范围内经电化学氧化处理可以使粘胶基碳纤维 /酚醛树脂复合材料界面的粘合强度提高25 % ,而粘胶基碳纤维 /环氧树脂复合材料界面的粘合强度可提高100 %。这可能是由于环氧树脂可与碳纤维表面的官能团形成化学键的原因。     

粘胶基碳纤维连续式电化学氧化表面处理(1)--碳纤维表面的物理化学性能

本文报道了用连续式电化学氧化表面处理粘胶基碳纤维表面,并测定了处理后碳纤维的单丝强度、表面浸润性、表面活性官能团含量及表面形貌等表面物理化学性能.结果表明:粘胶基碳纤维经电化学氧化表面处理可以有效地在表面产生活性官能团和提高表面粗糙度,从而有效地提高表面润湿性,但经处理后单丝强度较易下降,因此需精确控制处理的条件.     

缺陷对粘胶基炭纤维强度的影响及补强处理方法

综述了粘胶基炭纤维 (RCF)中缺陷的几种可能来源 ,并分析了缺陷对粘胶炭纤维强度的影响。热解碳沉积法、氧化刻蚀法、氯化氢和惰性气氛补强法、金属盐溶液体系补强法等方法可以通过减少或消除 RCF中缺陷 ,从而提高 RCF的抗拉强度。     

高收率黏胶基活性炭纤维的制备及其净水效果

以黏胶纤维为原料制备了高收率活性炭纤维。磷酸氢二铵预处理可使黏胶纤维的炭化收率由20%提高到44%,提出了磷酸氢二铵预处理提高黏胶纤维炭化收率的机理。以水蒸气为活化剂,当活化温度为950℃,活化时间为30 min时,所制活性炭纤维的比表面积可达1 680 m2/g。开发了活性炭纤维净水器,并考察了其净化效果,研究结果表明:该活性炭纤维净水器具有很好的净水效果,出水CODMn为0.88 mg/L,远优于GB 5749—2006规定的CODMn≤3 mg/L的要求。     

酚醛纤维的研究进展及应用

综述了国内外酚醛纤维的研究发展情况;介绍了酚醛纤维在阻燃、增强、耐烧蚀绝热材料、抗菌、制备酚醛基碳纤维以及酚醛基活性炭纤维等方面的应用;指出加快发展我国酚醛纤维产品的必要性,各种高性能、功能化酚醛纤维、酚醛基碳纤维以及酚醛基活性炭纤维将是未来研究开发的重点。     

The effect of atmospheric plasma treatment of recycled carbon fiber at different plasma powers on recycled carbon fiber and its polypropylene composites

To increase the mechanical properties of recycled carbon fiber-reinforced polypropylene (PP) composites, recycled carbon fibers (RCF) were subjected to atmospheric plasma treatment at different plasma powers (100, 200, and 300 W). The changes on surface topography and roughness of RCF were examined by atomic force microscopy. Plasma treatment of RCF increased the roughness value of RCF. The variation of surface elemental compositions and tensile strength of RCF were determined by using X-ray photoelectron spectroscopy and tensile test, respectively. Plasma-treated RCF-reinforced PP composites were fabricated using high speed thermo-kinetic mixer. Plasma treatment of RCF at 100 W increased the tensile and flexural strength values of RCF-reinforced PP composites considerably by 17 and 11%, respectively. However, plasma treatment of RCF at higher plasma powers (200 W and 300 W) decreased tensile and flexural strength values of composites because of the etching of RCF. © 2018 Wiley Periodicals, Inc. J. Appl. Polym. Sci. 2019 , 136, 47131.     

不同线密度粘胶原丝及其碳纤维的结构性能对比

用Weibull分析处理 10mm长的 4种不同线密度粘胶原丝和相应碳纤维的单丝断裂强度 ,得到原丝线密度、强度分布和碳纤维强度的对应关系。采用透射电镜 (TEM )和小角X散射 (SAXS)分析粗旦原丝 ,发现孔洞较多 ,并存在大于 70nm的大孔洞。截面和表面照片也揭示出细旦原丝截面相对规整 ,表面较光滑 ,粗旦原丝则反之。结果表明 ,原丝线密度小 ,截面形状圆整 ,缺陷少 ,所制得的碳纤维强度高。     

2002年世界碳纤维前景

本文简要介绍“2002年世界碳纤维前景会议概况”,指出当前世界碳纤维的需求、供应和生产能力,讨论了碳纤维在各地区的需求,其应用领域及发展前景。     

碳纤维增强复合材料技术发展现状及趋势

简要叙述了碳纤维和树脂基体的发展历程及现状，介绍了目前碳纤维增强复合材料在固体火箭发动机及空间技术上的应用情况。对我国碳纤维复合材料发展过程中存在的问题进行了初步分析并提出了建议。     

Recycling carbon fiber from composite waste and its reinforcing effect on polyvinylidene fluoride composite: Mechanical,morphology, and interface properties

Recycled carbon fiber (RCF) was reclaimed from thermoset composite waste and employed as reinforcement from 0 to 30 wt% to prepare polyvinylidene fluoride (PVDF)/RCF composite. Commercial virgin carbon fiber (VCF) was used as comparison. The surface morphology, chemistry, and tensile properties of carbon fibers were investigated by Scanning Electron Microscopy (SEM), X‐Ray Photoelectron Spectroscopy (XPS), and tensile test. Results showed that the roughness, O/C ratio and –COO content of RCF surface were significantly improved after recycling. In addition, the single fiber tensile strength and modulus of RCF was lower than that of VCF. The interfacial adhesion between RCF and PVDF was much stronger due to the high chemical activity and roughness over the RCF surface. Mechanical properties of composites were investigated by flexural test, impact test, and Dynamic Mechanical Analysis (DMA). It is found that the PVDF/RCF composite showed higher flexural properties, storage modulus, and lower impact strength, which indicated the strong interfacial adhesion, played an important role in reinforcing. The morphology of fracture further demonstrated the strong interface in PVDF/RCF composite. The fiber length distribution and crystallinity of composites were also evaluated to characterize the composites. The work develops potential for recycling and reuse of carbon fiber, and also expands the application of PVDF based composite. POLYM. COMPOS., 38:2544–2552, 2017. © 2015 Society of Plastics Engineers     

不同拉伸条件下基于Weibull模型的粘胶基碳纤维强度分布研究

从粘胶基碳纤维的拉伸实验得到其 S-S曲线和强度、模量、断裂伸长等力学性能数据 ,表明该材料是典型的脆性断裂 ,且断裂分散性较大。采用 VB编程软件设计了 Weibull程序 ,该模型能计算出碳纤维的平均强度、Weibull模数、尺度参数 ,并能模拟碳纤维强度的累积概率分布和概率密度曲线。不同氧化拉伸条件下强度的实验数据基本上落在程序模拟出的累积概率分布直线上 ,证明了该数学模型适用于分析碳纤维强度分布。在氧化完全松弛的条件下 ,粘胶基碳纤维的平均强度较高 ,但 Weibull模型分析的结果表明氧化拉伸比为 -5 %时 ,Weibull模数最大 ,不匀率最小 ,而氧化拉伸对粘胶基碳纤维模量没有显著影响。     

碳纤维在美国国防军工上的应用

本文简要介绍碳纤维在美国国防军工上的应用，包括碳纤维在美国空军、海军和陆军的应用与需求．指出武器装备的发展和对材料工艺的要求，以及21世纪12项革命性的材料技术。