中国碳纤维的发展
我国从1968年开始研究碳纤维,很快研究出碳纤维1#,相当于T200的水平,1976年建成中试线,那是与日本东丽公司的差距为5年。碳纤维在民用领域也得到广泛应用,如文体休闲制品、建筑补强、风力发电、深井采油、高速交通等高新技术领域,其市场规模不断扩大。后来碳纤维2#的研究久攻不下。差距已拉大20多年,无竞争可言。同时由于发达国家对我国几十年的技术,至今没能实现大规模工业化生产,工业及民用领域的需求长时间依赖进口,
严重影响了我国高技术的发展,尤其制约了航天及事业的发展,与我国经济社会发展的进程极不相称。所以,研究生产、高质量的碳纤维,以满足和民用产品的需求,扭转大量口的局面,是当前我国碳纤维工业发展的迫切任务。远比聚腈便宜,在理论上这些差别将使沥青基碳纤维的成本比聚腈基碳纤维低。适于低、中、高温固化预浸料单位面积纤维质量范围为50g-600g/㎡。然而要制得碳纤维,原料沥青中的杂质等必须完全脱除,沥青转化为中间相沥青,这使得沥青基碳纤维的成本大大增加。实际上沥青基碳纤维的成本反而比聚腈基碳纤维高。故目前于只追求性能而不计成本的数如宇航部门使用。
聚腈基碳纤维的生产主要包括原丝生产和原丝碳
化两个过程。从20世纪60年代起步,经过30多年的发展和提高,到21世纪初,碳纤维制备技术与工艺基本成熟,市场被逐步打开。原丝生产过程主要包括聚合、脱泡、计量、喷丝、牵引、水洗、上油、烘干收丝等工序。碳化过程主要包括放丝、预氧化、低温碳化、高温碳化、表面处理、上浆烘干、收丝卷绕等工序。在生产聚腈(PAN)基碳纤维的时候,被称为“母体”的聚腈纤维首先要通过聚合和纺纱,然后将这些母体放入氧化炉中在200到300摄氏度进行氧化。另外,还要在碳化炉中,在温度为1000到2000摄氏度间进行碳化制成碳纤维。碳纤维材料的力学性能怎么样
碳纤维是一种含碳量在95%以上的纤维材料,是国民经济和*防建设中不可或缺战略新材料,碳纤维一般不单独使用,多作为增强材料加入到树脂等材料中构成复合材料。
常用T300碳纤维的抗拉强度能够达到3500MP3,是刚的数倍,也要优于多数结构材料,同时还具备一些金属材料所没有的弯曲强度以及剪切强度,碳纤维材料的比强度和比衡量综合能标在现有结构材料中是z高的,是钢材,铝合金、镁合金的理想替代材料。