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、…     

新产品、新技术

碳纤维纸 　　 碳纤维纸是使用100％碳纤维或活性碳纤维及碳纤维或活性碳纤维与其它纤维混合抄造的纸。碳纤维自身之间不具有象植物纤维一样的互相交织和结合的性质,必须使用粘合剂。 　　 1、碳纤维 　　 碳纤维根据制造原料的不同分为聚丙烯氰类(以下称PAN类)、沥青类、粘胶类3种。另外,根据其最终处理温度的不同,又可分为碳纤维和石墨纤维。 　　 碳纤维具有以下特征： 　　 (1)质轻,机械强度、弹性、抗拉伸和抗压缩都比较好; 　　 (2)几乎没有弹性(蠕变)疲劳; 　　 (3)耐冲击性低;     

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)。     

碳纤维的研制与开发

<正> 碳纤维发展概况所谓碳纤维(下称CF),就是有机纤维或沥青纤维经碳化处理之后而形成的碳素纤维。碳纤维最早始于19世纪末。爱迪生为制作电灯的织热灯丝,将棉丝和麻丝等有机纤维经高温碳化处理,制成碳丝。由于产     

碳纤维纸

碳纤维纸是使用 100％碳纤维或活性碳纤维及碳纤维或活性碳纤维与其它纤维混合抄造的纸。碳纤维自身之间不具有象植物纤维一样的互相交织和结合的性质,必须使用粘合剂。 　　1、碳纤维 　　碳纤维根据制造原料的不同分为聚丙烯氰类 (以下称 PAN类 )、沥青类、粘胶类 3种。另外,根据其最终处理温度的不同,又可分为碳纤维和石墨纤维。 　　碳纤维具有以下特征 : 　　(1)质轻 ,机械强度、弹性、抗拉伸和抗压缩都比较好 ; 　　(2)几乎没有弹性 (蠕变 )疲劳 ; 　　(3)耐冲击性低 ; (4)电导率、导热系数、比热介于金属和非金属之间,接近于金…     

国外碳纤维的现状和开发方向(上)

<正> 自1959年以粘胶为原料的碳纤维达到工业化水平以来,人们探索了各种碳纤维的原料,然而迄今为止只有聚丙烯腈基和沥青基碳纤维形成了主体,酚醛基碳纤维刚进入工业化的初期阶段,气相沉积法碳纤维则尚处     

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。     

碳纤维

<正> 1.碳纤维的制造方法(1)采用沥青作为原料采用沥青作为原料的制作方法有低杨氏模量碳纤维和高杨氏模量碳纤维两种类型。前者是采用性质相同的沥青纺丝的,而后者     

世界碳纤维的生产、需求和应用的变化趋势

碳纤维是一种最常见的高性能纤维,是将各种母体纤维(最典型的是聚丙烯腈PAN和沥青),置于隋性气体中,在施以张力的条件下碳化,即可制成碳纤维.在诸多种碳纤维中,以PAN为母体纤维的碳纤维最为常见.     

阻燃的协同效应

目前,碳纤维可以由不同的原料制得,如:纤维素纤维、聚丙烯腈纤维以及沥青基纤维.尽管长时间地在高温下进行碳化处理会引起强度的降低,但生产活性碳纤维时,纤维素纤维是最好的原料。对于强度降低这个问题,已经找到了一些解决的方法,即把织物浸渍在路易士酸或者是磷化物中。虽然有强度降低这样的缺点,活性碳纤维还是常常被用作为叠层针织物、被状织物或者用作为经线(如棉织物中的经线)。由于强度较低,故它们也常常作为支架纱进行编织。     

两相沥青前驱体及其碳纤维截面结构调控

为给高性能碳纤维的结构设计提供理论参考,利用各向同性煤沥青(IPc)与中间相沥青形成二元不相容共混物的相分离结构,并利用筛网装置改变共混沥青的熔体流动状态,研究共混两相沥青的相结构对最终碳纤维结构的影响。结果表明:在共混前驱体中,掺杂的15%IPc不足以抑制劈裂的形成;而使用15层筛网纺丝装置,促进微畴沿径向折叠排列,抑制了轴向劈裂的出现;进一步提高熔体受剪切程度,各向同性相形成贯穿的条带结构,纤维截面重新出现劈裂结构。30%的各向同性相抵抗了碳纤维中的裂纹扩展,碳纤维最终形成介于放射状和无规的截面形貌;使用50层筛网装置,纤维截面中出现类似的劈裂结构受到抑制—重新出现劈裂结构的演变过程。结果证实了相分离和筛网装置对中间相微畴在纤维中排布方式的协同影响作用。     

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%。     

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%。     

沥青基活性碳纤维的活化工艺及设备研制

在分析研究的基础上,选择沥青纤维为原料制作活性碳纤维。采用水蒸气活化工艺,通过对活化的温度、时间、水蒸气流量及N_2流量作正交设计试验及单因素影响试验,找出了影响活化的主要因素,从而确定了最佳活化工艺参数。在自建的碳化活化小设备上制得了吸附性能达到、超过国内外同类产品水平的活性碳纤维。     

行业动态

日本研制出镀铁纤维非织造布日本Sumitomo电气工业公司开发出一种以细微的含铁纤维为原料的非织造布。该公司称 ,这种非织造布不但不会象铁那样生锈、折断或损坏 ,而且还能长久地保持焊接性能。这种细微的含铁纤维非织造布在用途上已大大超出了服装服饰领域 ,可在更广泛的领域里发挥重要作用。它可应用于次级电流电池、各种筛检材料 ,还能用于燃油气化和汽车排气元件。这种材料是先以碳纤维为原料制成一种非织造布 ,然后经过浆液、表面改性剂和表面活性剂的处理 ,电镀层或气相涂层类的导电性成分就形成在这些碳纤维上 ,再用电镀技术将铁镀…     

日本碳纤维的发展

有一种作为理想的纤维材料引起人们的关注,这种材料比铁还硬,比铝还轻,但是由于种种困难原因至今未能得到充分利用,这就是碳纤维。碳纤维是由人造丝等材料制成的,而今碳纤维的主要类型有聚丙烯腈型和沥青型两种。聚丙烯腈型碳纤维是采用经过碳化的丙烯腈纤维制成的,由于其弹性强且强力高,故称为高级碳纤维,大多用于结构材料。另外,沥青型碳纤维,虽然强力稍低,但是其优点是价格比聚丙烯腈碳纤维的价格低六分之一。日本碳纤维的制造厂家有东丽公司、东邦人造丝公司、三菱人造丝公司、博叶化学工业公司、日本碳化物公司,往友化学工业公司。除了博叶化学工业公司之外,日本各个公司都制造聚丙烯腈型碳纤维。博叶化学工业公司是一个只生产沥青型碳纤维的制造厂家。由于沥青型碳纤维具有导电性和耐热性,所以该公司将沥青型碳纤维混入     

碳纤维制造技术的颠覆者——石墨烯

<正>高性能纤维是衡量一个国家科技发展水平的重要标志,其中碳纤维技术的发展尤其引人关注。各种有机或生物质纤维可通过碳化形成碳纤维,其中典型代表是基于聚丙烯腈(PAN)纤维碳化之后形成的碳纤维?碳纤维的理论拉伸强度为180吉帕,拉伸模量为1020吉帕,目前高强碳纤维(T1000)的拉伸强度与理论值还有较大差距。因此,优化碳纤维的结构性能     

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。     

碳纤维表面改性处理及其基本性能表征

为改善碳纤维与树脂基体之间的界面性能,提高碳纤维的摩擦性和表面浸润性,以T300碳纤维为原料,在空气条件下采用低温等离子体技术对碳纤维表面进行改性处理。通过正交试验分析法,得到等离子体处理的最佳方案;通过场发射扫描电镜观察得出,经过改性处理后的碳纤维表面变得凹凸不平且具有明显的剥离现象,表面粗糙度增加;通过傅里叶红外光谱测试分析得出,等离子体处理后碳纤维表面引进了-CH2-0H和-COH等新的官能团。等离子体处理使得碳纤维断裂强力减小,摩擦性能提高,表面浸润性提高。在制备碳纤维复合材料时有利于纤维与树脂的结合,利于碳纤维复合材料的制备。     

美国Hills:碳纤维设备助力新材料研发

<正>美国Hills公司是碳纤维设备的领先供应商,拥有先进的碳纤维挤压设备,其核心专利技术是采取类似于制作"印刷线路板"的方法来生产聚合物流体,挤压得到包含2种或2种以上聚合物组分的异形截面纤维。为实现较低成本条件下使碳纤维达到更好的机械性能,碳纤维产业致力于新型聚合物母体、新工艺、新型添加剂和多组分纤维用途等领域的研究。灵活高效的碳纤维设备Hills公司供应最先进的纳米纤维和