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碳纤维公司制作详情。

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碳纤维公司制作详情。

发布日期:2019-08-24 作者: 点击:

  碳纤维公司制作详情。

  现代炭纤维工业化的路线是前驱纤维炭化工艺法,所用3种原料纤维的组成、碳含量等见表。

  制作炭纤维用的原纤维名 称化学组分碳含量/%炭纤维收率/%黏胶纤维(C6H10O5)n4521~35聚丙烯腈纤维(C3H3N)n6840~55沥青纤维C,H9580~90

  采用这3种原纤维制作炭纤维的流程都包含:安稳化处理(在200~400℃空气,或用耐燃试剂等化学处理),炭化(400~1400℃,氮气)和石墨化(1800℃以上,氩气气氛下)。为了进步炭纤维与复合材料基质的粘接功能需进行外表处理、上浆、枯燥等工序。

  另一种制作炭纤维的方法是气相成长法。将甲烷与氢的混合气体在催化剂的存在下,于1000℃高温下反应,可制得不接连的短切炭纤维,最大长度可达50 cm。其结构不同于聚丙烯腈基或沥青基炭纤维,易石墨化,力学功能杰出,导电性高,易形成层间化合物。(见气相成长炭纤维)

  现在炭纤维的主要产品有聚丙烯腈基,沥青基及黏胶基3大类,每一类产品又因原纤维品种、工艺及最终炭纤维功能等不同,又分红许多品种。“炭纤维”一词实际上是多种炭纤维的总称,因此分类及命名就十分重要。

  20世纪70年代末期,国际理论与应用化学联合会(IUPAC)曾对炭纤维的分类和命名作了规则。首先用PAN(聚丙烯腈),MP(中心相沥青)及VS(黏胶)表明炭纤维的类别,再以小写英文字母表明热处理温度如lht(表明热处理温度,低于1400℃),hht(热处理温度在2000℃以上),然后再加上表明功能的符号(如HT表明高强、HM高模、SHT超高强、HTHS高强高应变、IM中模及UHM超高模等)。同时指出,聚丙烯腈基,黏胶基及普通型沥青基炭纤维均属难石墨化的聚合物炭,而中心相沥青基炭纤维及气相成长的炭纤维是易石墨化炭。

  在第三次国际炭纤维会议上(1985年,伦敦)。曾建议按力学功能将炭纤维分红下列5级。

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  超高模量级(UHM):  模量在395 GPa以上;

  高模量级(HM): 模量在310~395 GPa间;

  中模量级(IM): 模量在255~310 GPa间;

  超高强度级(UHT):  强度在3.5 GPa以上

  模量在255 GPa以下;

  高强度级(HT): 强度达3.5 GPa。

  这两种分级法都有不足之处。现在高功能炭纤维产品分类由制作商自行标明:原纤维品种、单丝孔数、直径、排列方式(如平行、缠结、加捻等),有无外表处理(及其品种),有无上浆(及浆剂品种)等。一些重要的高功能商品名称及功能,可见聚丙烯腈基炭纤维和沥青基炭纤维。

  开展展望

  20世纪90年代初,高功能及超高功能炭纤维已问世,预料今后工作将致力于完善工艺、扩大出产、降低成本和开发应用。一些特种炭纤维,如抗氧化炭纤维(以进步复合材料的使用温度)、低纤度炭纤维(做0.035 mm超薄型预浸带用)、高导热低电阻炭纤维(以满意屏蔽电磁、射频干扰用,并可散发剩余的热能)、低热膨胀系数炭纤维(供卫星天线体系、反射镜等用),中空炭纤维(用于飞机制作工业,进步复合材料的冲击韧性,核反应堆中的高温过滤介质,分离生物分子血清和血浆用的介质)和活性炭纤维,随着科学及工程的开展会有很大开展。气相成长炭纤维近期内涵安稳工艺 ,接连化出产方面会有明显发展,工业化出产的日期预料不会太远。


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