超高强度PAN基碳纤维的研制技术

本文从聚丙烯腈原丝的制备,PAN纤维的预氧化,碳化工艺以及碳纤维的表面处理三个方面综述了近年来国外超高强度PAN基碳纤维的研制方法,指出,碳纤维抗张强度的大幅度提高主要来源于高质量的PAN原丝,同时,PAN纤维的预氧化和碳化工艺的改进以及碳纤维表面处理也能较为有效地提高碳纤维的抗张强度。     

聚丙烯腈原丝及其干喷湿纺

介绍了用于 PAN基碳纤维的聚丙烯腈原丝的发展历史 ,阐述了聚丙烯腈纺丝工艺中的主要工序和技术关键 ,指出了可以在聚合、纺丝过程中通过控制杂质及使用高相对分子质量的 PAN树脂纺制 PAN纤维等方法来提高原丝的性能。着重介绍了目前纺丝工艺中 PAN共聚体的制备、纺丝流体的流变行为及其凝固过程等重要工序的研究成果     

PAN基碳纤维原丝生产线的研发

简介了聚丙烯腈（PAN）基碳纤维的特点以及PAN基碳纤维原丝质量的重要性。重点分析了3个PAN基碳纤维原丝生产线流程方案的设备排布特点、部分工艺参数、总体设计要求以及单元机的结构特征。最后指出PAN基碳纤维原丝生产线上主要单元机的研发难点。     

突破原丝"瓶颈"是碳纤维产业化的必备条件

聚丙烯腈（PAN）原丝制约着碳纤维的质量、产量和价格,是碳纤维产业化的龙头老大。我国研究PAN基碳纤维已有30多年历史,至今未能产业化,其主要原因之一是我国PAN基原丝质量没有真正过关。所以,突破碳纤维产业化的原丝“瓶颈”已是当务之急。     

碳纤维原丝

碳纤维的主要原料是:PAN(聚丙烯腈)、人造丝和中问相沥青。最早期使用的原丝是人造丝,现已被PAN代替,因为PAN的碳纤维产出率是50％,而人造丝的产出率只有25％。 PAN基碳纤维的生产与人造丝基碳纤维的生产极为相似。原丝在200℃以上的温度下氧化,即而碳化和石墨化。然而,由于PAN原丝的碳纤维产出率较人造丝高,所以成本较低,这使其非常有竞争性,从而发展成碳纤维生产中最通用的,使     

国内外聚丙烯腈基碳纤维行业分析

在分析聚丙烯腈基碳纤维国内外市场现状的基础上,预测分析国内外市场供需格局。文章认为2011—2020年我国聚丙烯腈基碳纤维产业进入一个快速增长的时期,整体行业的发展重点集中在提高相关高性能PAN原丝质量、提升工艺技术和生产装备自主创新能力,积极发展碳纤维循环利用产业。     

提高聚丙烯腈基碳纤维原丝质量的研究进展

概述了世界主要聚丙烯腈(PAN)基碳纤维生产厂家在各自生产工艺下的碳纤维原丝或碳纤维的质量状况。综述了提高PAN基碳纤维原丝质量的研究进展。重点讨论了我国以丙烯腈(AN)、丙烯酸甲酯(MA)、衣康酸(ITA)为单体,以硫氰酸钠(NaSCN)为溶剂,采用一步法均相溶液聚合制得聚丙烯腈原液,经纺丝制得碳纤维原丝过程中存在的问题。指出我国原丝质量不能真正过关的根本原因,提出了我国现阶段碳纤维的发展方向。     

聚丙烯腈碳纤维原丝改性的研究进展

从聚丙烯腈(PAN)基碳纤维的原丝改性入手,着重综述了PAN基碳纤维原丝改性的国内外现状,原丝改性主要以化学改性与物理改性为主,化学改性作为一种较为成熟的改性手段,其大大提高了碳纤维的力学性能;而物理改性主要以辐射改性为主,辐射改性能够改善预氧化过程,对碳纤维最终性能的影响尚需进一步深入研究。最后对PAN基碳纤维原丝的改性研究进行了展望。     

“十二五”期间将建碳纤维低成本化与高端创新示范工程

2月22日发布的《新材料产业"十二五"发展规划》指出,"十二五"期间将组织开发聚丙烯腈基(PAN)碳纤维的原丝产业化生产技术,突破预氧化炉、高低温碳化炉、恒张力收丝机、高温石墨化炉等关键装备制约,开发专用纺丝油剂和碳纤维上浆剂。围绕聚丙烯腈基(PAN)碳纤维及其配套原丝开展技术改造,提高现有纤维的产业化水平,实现GQ3522[GQ3522、GQ4522、QZ5526均为聚丙烯腈基碳纤维国家标准     

聚丙烯腈基碳纤维的研究进展

综述了聚丙烯腈(PAN)基碳纤维制备技术现状和进展.分析了对PAN原丝质最有重要影响的PAN化学组成、纺丝溶剂和纺丝技术特点.重点讨论了PAN原丝氧化稳定工艺和机理、碳化过程所发生的化学反应和工艺过程以及石墨化对碳纤维性能的影响.在分析国外碳纤维研究进展的基础上,建议应重点完善PAN原丝生产工艺,利用国内外最新研究成果,采用有效的试验方法,将碳纤维的抗拉强度和杨氏模量作为目标函数,建立各种工艺条件对目标函数影响的数学模型,判别对碳纤维性能有重要影响的参数,并寻找出高性能碳纤维生产较为理想的工艺条件.     

纺丝成形工艺和条件对PAN原丝中孔隙的影响

孔隙是聚丙烯腈基碳纤维原丝的一种十分重要的形貌结构,与最终得到的碳纤维的性能密切相关。文章分析和讨论了纺丝成形中原丝孔隙的成因和演变以及对碳纤维性能的影响,并简介了几种表征原丝孔隙的方法。     

PAN原丝生产过程对碳纤维强度的影响因素

探讨了碳纤维用PAN原丝生产过程中几个较重要影响因素（聚合物分子量、聚合组分、凝固成型、拉伸、杂质等）对最终碳纤维强度的影响。表明提高碳纤维强度,应该多从原丝生产过程看手采取强化措施。     

聚丙烯腈基碳纤维灰分的来源及其影响因素

研究了聚丙烯腈(PAN)原丝及PAN基碳纤维灰分的形态结构及化学成分,分析了碳纤维灰分产生的原因及其影响因素。结果表明:PAN原丝灰分及碳纤维灰分主要由C、O及Si三种元素组成,并且Si元素为灰分的主体成分;原丝灰分与碳纤维灰分之间存在线性关系;油剂种类及上油率是影响原丝及碳纤维灰分含量的主要因素;油剂中硅含量高,上油率高均会导致原丝及碳纤维灰分的大幅提高。     

碳纤维用聚丙烯腈纺丝过程的控制设计

利用3Dmax和Visual Basic6.0软件,开发了碳纤维用聚丙烯腈纺丝过程模拟控制软件。该软件包括控制系统主界面的设计和系统软件的设计,实现了温度、流量、压力、速度等工艺数据的采集、分析、处理和存储功能,具有界面友好,易于操作,针对性强等特点,可实现碳纤维纺丝运行系统的自动化控制,有利于提高聚丙烯腈基碳纤维原丝的质量。     

利用扫描电子显微镜研究聚丙烯腈基碳纤维的形态结构

采用扫描电子显微镜(SEM)研究了聚丙烯腈(PAN)基原丝及其碳纤维的缺陷和表面沟槽等形态结构,并分析了表面处理后碳纤维与树脂基体的结合状态.结果显示:SEM可以直观地观察到PAN原丝及其碳纤维的表面及内部缺陷,这些缺陷主要遗传自原丝;经表面处理后,碳纤维与树脂基体间结合程度和强度显著提高.     

预氧化拉伸对PAN基碳纤维结构和性能的影响

借助X射线衍射、元素分析等表征手段,研究了聚丙烯腈(PAN)纤维在预氧化过程中拉伸对纤维孔隙结构、预氧丝氧含量和最终碳纤维力学性能的影响。结果表明:随着拉伸倍数的增大,PAN预氧丝的平均孔径和孔隙率均减小;经一定拉伸后PAN基碳纤维的强度和模量均有所增加,但当拉伸到一定程度后,PAN预氧丝的氧含量呈下降趋势,纤维未形成稳定的耐热梯形结构,PAN基碳纤维力学性能显著下降。     

聚丙烯腈纤维的稳定化研究进展

聚丙烯腈(PAN)纤维的稳定化是制备PAN碳纤维的关键步骤之一,综述了PAN纤维在不同介质中的稳定化过程研究以及国内外纤维改性后稳定化的研究,并简要介绍了时间、温度、张力等对稳定化过程的影响。     

聚丙烯腈基碳纤维的研究进展

本文简要介绍了聚丙烯腈基碳纤维的国内外发展历程和现状,碳纤维及其复合材料的应用进展,详细介绍了碳纤维生产工艺包括原丝制备、预氧化、碳化的一些新进展,并对我国聚丙烯腈基碳纤维的发展提出了一些建议。     

PAN基碳纤维原丝纺丝技术及其发展现状

简介了PAN基碳纤维原丝纺丝技术的发展进程.结合目前全球主要PAN基碳纤维生产企业碳纤维原丝产品的生产方法、专利及学术研究情况,分别对湿法纺丝、干喷湿纺、凝胶纺丝、静电纺丝、熔融纺丝等PAN基碳纤维原丝典型的纺丝技术以及知识产权情况进行了阐述和分析.指出我国碳纤维技术仍处于入门阶段,其发展受许多重要因素制约,必须把我国碳纤维产业化发展提升到国家战略高度予以重视.     

The effect of the side chain of acrylate comonomers on the orientation,pore-size distribution,and properties of polyacrylonitrile precursor and resulting carbon fiber

The side-chain size of acrylate comonomer in polyacrylonitrile (PAN) precursor markedly influences the microstructure of PAN fiber and its resulting carbon fiber. In this paper, we propose that the model of the crystal orientation of PAN precursor and its resulting carbon fiber can explain the effect of the side-chain size of acrylate comonomer on the orientation of PAN fiber and carbon fiber. When PAN precursor contains a larger side chain of comonomer, PAN precursor has the preferred crystal orientation and higher crystallinity and the orientation of its resulting carbon fiber unexpectedly decreases. This is because the larger the side chain is, the lower is the orientation of the amorphous region of PAN fiber; as a result, the average orientation after carbonization decreases. In the same mole fraction of comonomer, the carbon fiber based on PAN precursor with a smaller side chain of acrylate comonomer has better mechanical properties and higher yield.