碳纤维在二十一世纪将扩大应用发展

1　碳纤维的研究开发工业化的历程当前碳纤维商业性工业化产品是聚丙烯腈(ＰＡＮ)基和沥青基两种。 1 965年～ 1 967年美国的ＵＣＣ公司曾以纤维素纤维 (粘胶纤维 )为原料研究开发了粘胶纤维基碳纤维 ,但未推广。1 961年日本大阪工业研究所进藤博士用美国聚丙烯腈纤维奥纶为原料研究开发成功ＰＡＮ基碳纤维 ,日本群马大学大谷教授在 1 963年利用煤焦、石油炼制的副产品沥青研究开发成功沥青基碳纤维。1 971年至 1 983年日本东丽公司、东邦人造丝公司、三菱人造丝公司利用以上研究成果建厂 ,进行了碳纤维的工业化生产 ,其后又与美国、德国、…     

吉林化纤:突破我国碳纤维产业发展瓶颈

正工业化生产碳纤维按原料路线可分为聚丙烯腈(PAN)基碳纤维、沥青基碳纤维和粘胶基碳纤维三大类,其中由聚丙烯腈纤维原丝制得的高性能碳纤维,生产工艺较其他方法简单,产量约占全球碳纤维总产量的90%以上。     

木质素基碳纤维的研究进展

木质素基碳纤维作为一种新型材料因其原料来源广泛、价格低廉且经济环保,可实现废弃资源再生利用而备受瞩目。本文就木质素基碳纤维的制备方法、性能特征进行比较详细的阐述与探讨,同时指出木质素基碳纤维研究的不足之处,并对该类碳纤维的研究、应用前景进行了展望。     

木质素基碳纤维的研究进展

木质素基碳纤维作为一种新型材料因其原料来源广泛、价格低廉且经济环保,可实现废弃资源再生利用而备受瞩目。本文就木质素基碳纤维的制备方法、性能特征进行比较详细的阐述与探讨,同时指出木质素基碳纤维研究的不足之处,并对该类碳纤维的研究、应用前景进行了展望。     

高导电、导热碳纸的制备及性能表征

为了提高碳纸的导电、导热性,采用电阻小且导热系数高的中间相沥青基碳纤维为原料,部分替代聚丙烯腈基碳纤维以制备碳纸;研究了中间相沥青基碳纤维不同添加比例对碳纸的微观形貌、结晶结构及导电、导热性能的影响。结果表明,随着中间相沥青基碳纤维添加比例的提高,碳纸的石墨化度明显提升,导电、导热性能显著增加。当中间相沥青基碳纤维与聚丙烯腈基碳纤维的质量比为3∶7时,经过石墨化的碳纸石墨化度为97.4%,与石墨化后纯聚丙烯腈基碳纸相比,电阻率由6.80 mΩ·cm降低至4.37 mΩ·cm,降低了35.7%;垂直表面的导热系数由0.084 W/(m·K)提高到0.159 W/(m·K),提高了88.8%。     

碳纤维市场——日新月异

对碳纤维产业进行了综述,介绍了新老生产商和研究机构的动向。在《碳纤维市场：对现状的综述》一文的基础上,介绍了该市场的最新发展。聚丙烯腈（PAN）、沥青和纤维素是生产碳纤维的原料,着重介绍了聚丙烯腈基碳纤维。市场上出售的碳纤维中,近100%为聚丙烯腈基碳纤维。     

碳纤维企业专利技术壁垒的探讨与防范

对碳纤维领域的国外在华专利技术进行深入分析并进行风险预警尤为重要碳纤维是一种以聚丙烯腈(PAN)、沥青、粘胶纤维等为原料,经预氧化、碳化、石墨化工艺而制得含碳量在90%以上的高强度高模量纤维,具有低密度、膨胀系数小、耐高温、抗摩擦、导电、导热、减震及耐腐蚀等特性。目前,全球碳纤维工业化产品以PAN基碳纤维为代表,其力学性能最高,应用领域最广泛。数据显示,在全球使用的高强型和超高强型碳纤维中,约75%为PAN基碳纤维,技术主要集中在日本的东丽株式会社、帝人株式会社、三菱丽阳株式会社,美国的卓尔泰克公司、氰特工业公司和赫氏公司等手中,其中日本3家公司约占全球市场份额的80%。     

热处理温度对高强高模型PAN基碳纤维性能影响

以大直径高强中模型PAN基碳纤维为原料,经高温热处理得到高强高模型PAN基碳纤维,研究热处理温度对所得高强高模型PAN基碳纤维表面形貌和表面粗糙度、化学组成及表面活性、表面自由能,以及其增强树脂基复合材料(CFRP)单向层压板的层间剪切强度的影响,结果发现:与高强中模型PAN基碳纤维相比,高温热处理后,所得高强高模型PAN基碳纤维表面形貌与其相似,只是表面粗糙度随热处理温度的增加而略有降低;当热处理温度超过1 700℃后,纤维中的Si元素基本分解;表面活性随热处理温度的增加而逐渐降低;表面自由能变化不明显;CFRP单向层压板的层间剪切强度随热处理温度的增加而逐渐降低。     

生物基碳纤维的研究进展与前景展望

碳纤维的生产成本中原丝成本占了一半.木质素是储量丰富、类似于纤维素的天然聚合物,以木质素为原料的碳纤维其价格只有市售碳纤维的三分之一.介绍了木质素基碳纤维的性能、研究进展和前景.     

碳纤维/芳纶纸基复合材料的制备及其电磁参数调控技术研究

本研究采用芳纶纤维和碳纤维作为原料,通过斜网成形技术制备了一种电磁参数可以灵活设计的纸基复合材料。通过浆网速比调控碳纤维的分布,实现对纸基复合材料纵向和横向的电磁参数的调控。结果表明,浆网速比为0.5时,纸基复合材料的抗张指数纵横向比为2.2,8～12 GHz频率下纸基复合材料的介电常数实部纵横向比为2.1～2.2;浆网速比为1.2时,纸基复合材料的抗张指数纵横向比为1.5,8～12 GHz频率下纸基复合材料的介电常数实部纵横向比为1.5～1.6。仿真计算和工程化实验结果表明,控制浆网速比是调控碳纤维/芳纶纸基复合材料电磁参数的重要方法。     

木素分子结构对木素基碳纤维前驱体可纺性的研究

采用芦苇、玉米秸秆酶解残渣和杨木作为原料,经乙醇制浆提取木素,经过乙酸乙酯/乙醚梯度洗涤的方法提纯后,和PEO共混,以DMF为溶剂制备纺丝液,用静电纺丝的方法制备木质素基碳纤维前驱体。研究了来自不同原料的木素的结构特性以及助纺剂PEO的用量对碳纤维前驱体可纺性的影响,结果显示:木素分子量的大小及分散系数,木素结构中愈创木基、侧链基团及乙酰基的含量均对纺丝液可纺性能和碳纤维前驱体的形态产生影响;PL(杨木木素)制备的碳纤维前驱体在木素与PEO比例98∶2时就能形成连续均匀的纤维,而RL(芦苇木素)和C L(玉米秸秆酶解残渣木素)则为96∶4,木材原料木素的可纺性能要优于草类原料。且随PEO用量的加大,碳纤维前驱体的形态特征变好,直径加大,当PEO含量到达4%之后便不再对碳纤维前驱体形态产生影响。     

国内亚砜法PAN基碳纤维的研究现状及市场分析

简要介绍了世界聚丙烯腈(PAN)基碳纤维的发展历史,同时对国内PAN基碳纤维的现状进行了总结;着重分析了PAN原丝生产过程中的关键技术,并对国内PAN基碳纤维广阔市场进行了总结。     

黑液铝沉木质素@PAN基碳纤维电极材料电化学性能及其超级电容器应用研究

采用硫酸铝胶体沉淀分离竹浆黑液高分子质量木质素,得到铝沉木质素（AlpL）,以AlpL和聚丙烯腈（PAN）为原料,采用静电纺丝法-预氧化-碳化路线,制备了电化学性能良好的AlpL@PAN基碳纤维并研究其作为超级电容器电极材料的电化学性能。当AlpL占比为60%时,AlpL@PAN基碳纤维表现出最好的电容性能和较好的循环稳定性;其内部电阻值达1.138Ω,循环1000次后仍能保留94.50%的电容。     

工艺条件对粘胶基活性碳纤维比表面积与收率的影响

以粘胶纤维为原料,用磷酸盐浸渍,水蒸气活化,制备了活性碳纤维,研究了磷酸盐附着率、炭化温度、活化温度与活化时间对粘胶基活性碳纤维的比表面积与得率的影响。结果表明:适宜的磷酸盐附着率、较高的炭化起始温度及较快的升温速度有利于得到较大比表面积和较高得率的活性碳纤维。     

斯道拉恩索与Cordenka合作开发生物质基碳纤维材料

正据5月8日报道,斯道拉恩索与Cordenka于近日签署了一项生物质基碳纤维前驱体的联合开发协议,以满足交通、建筑和发电领域对高性能碳纤维的需求。斯道拉恩索一直在实验室范围内开发利用木质原料(即溶解浆和木质素)制造碳纤维的技术。根据协议,将通过Cordenka的纺丝设备将碳纤维前驱体的开发工作扩大到中试规模。     

硫酸盐法制浆木素制备碳纤维

<正>近日,Sodra、Innventia与另外7家机构共同进行了一项由欧盟资助的研究课题,即以硫酸盐法制浆木素为原料制备碳纤维,并将其用于碳纤维增强塑料复合材料的生产。该项研究的目标是以比现有方法更低的成本生产性能更好的碳纤维增强塑料复合材料。木素是制备碳纤维的主要原料,通过调整制备碳纤维的原料、     

木质素基多孔纳米碳纤维在超级电容器电极材料中的应用

以乙酸木质素、聚氧化乙烯、乙酰丙酮铁和聚乙烯吡咯烷酮为原料,通过静电纺丝以及随后的碳化过程制备得到木质素基多孔纳米碳纤维,将其用作超级电容器电极材料。多孔碳电极在0.5A/g的电流密度下的比电容值为67.05F/g,比未添加开孔剂的木质素基碳纤维电极提高了88%。多孔碳电极还具有良好的循环性能,在0.5A/g的电流密度下循环1000次后的保留电容为初始的92%。此外,木质素基多孔纳米碳纤维由于开孔效果比表面积增加,微孔和介孔的增加促进了电解液离子的转移和吸附,增强了材料的电化学性能。制备的木质素基多孔纳米碳纤维表现出来的性能使它们具有作为能源存储的可能性。     

我国聚丙烯腈基碳纤维发展技术水平及规模

碳纤维作为一种新型高性能纤维在航空航天业、化工机械、体育器械等方面有广泛的应用。在技术上,目前我国T300聚丙烯腈基碳纤维已实现了国产化,实验室小试的聚丙烯腈基碳纤维性能相当于T700的水平,且2010年有望通过中试而逐步实现产业化;在规模上,2009年我国聚丙烯腈基碳纤维消费量达到7 500 t/a,而当年生产能力仅为90～200 t/a,其中高性能碳纤维以进口产品为主。预测2010年我国聚丙烯腈基碳纤维消费量将达到8 700 t。     

日本碳纤维非织造布的生产和应用

<正>在日本,碳纤维一般是采用聚丙烯腈及煤或石油沥青纤维通过碳化而制成的,其中聚丙烯腈基碳纤维应用更广泛,主要是以先进的复合材料形式制作运动器材和飞机零件等。目前日本只有四个聚丙烯腈基碳纤维生产厂,而沥青基碳纤维厂较多(表1)。     

碳纤维的研究开发现状与发展前景

本文围绕聚丙烯腈基碳纤维，沥青基碳纤维和粘胶基碳纤维三大品种，概述了碳纤维的发展概况，介绍了目前碳纤维的生产工艺过程，论述了碳纤维的基本性质春主要应用状况，最后对碳纤维的当今研究开发热点及今后发展动向进行了讨论。