【阅读美文·分享心情·感悟人生· http://xwzx.fvhun.com】
当前位置: 首页 > 感人故事 > 正文

聚丙烯腈基(PAN)碳纤维的性能、应用及相关标准

来源: 情感文章网 时间:2019-09-11 10:30:30

摘要:聚丙烯腈基碳纤维是一种力学北京癫痫病治疗比较好医院性能优异的新材料,在航空、航天、建筑、体育、汽车、医疗等领域得到广泛的应用。本文简要介绍了国内外PAN基碳纤维的发展历程和现状,PAN基碳纤维的制备、结构及性能及碳纤维的应用领域,详细介绍了PAN基碳纤维相关标准及检测,并对未来发展进行了展望。

  关键词:碳纤维;聚丙烯腈;标准

  碳纤维是一种力学性能优异的新材料,它不仅具有碳材料的固有特性,又兼备纺织纤维的柔软可加工性,是新一代增强纤维。它的比重不到钢的1/4,碳纤维树脂复合材料抗拉强度一般都在3500Mpa以上,是钢的7~9倍,抗拉弹性模量为23000Mpa~43000Mpa亦高于钢。材料的比强度愈高,则构件自重愈小,比模量愈高,则构件的刚度愈大,从这个意义上已预示了碳纤维在工程的广阔应用前景。

  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、石墨化工艺而制得的含碳量大于90%的特种纤维。碳纤维具有高强度、高模量、低密度、耐高温、耐腐蚀、耐摩擦、导电、导热、膨胀系数小、减震等优异性能,是航空航天、国防军事工业不可缺少的工程材料,同时在体育用品、交通运输、医疗器械和土木建筑等民用领域也有着广泛应用。PAN基碳纤维生产工艺简单、产品综合性能好,因而发展很快,产量占到90%以上,成为最主要的品种。

  1 国内外聚丙烯腈基碳纤维的发展现状

  1.1国外发展现状

  1959年,媒体报道的日本的进藤昭南由聚丙烯腈长丝经预氧化、碳化而制成性能优良的碳纤维工艺专利,由于该工艺简单,产品力学性能优良,因此发展较快,开创了碳纤维的新时代。

  世界上聚丙烯腈基碳纤维的生产,现在已分化为以美国为代表的大丝束碳纤维和以日本为代表的小丝束两大类。日本和美国所产的碳纤维约占全球总供应量的80%[1]。日本三家以腈纶纤维为主要产品的公司(东丽Toray、东邦Toho及三菱人造丝公司Mitsubishi)依靠其先进纺丝科学技术,形成高性能原丝生产的优势,大量生产高性能碳纤维,使日本成为碳纤维大国,无论质量还是数量上均处于世界前三位,占据了世界78%左右的产量。日本Toray公司是世界上最大的PAN基碳纤维厂商,2003年生产能力为7350t/a,其中在日本国内生产能力4700t/a,在美国拥有产能1800t/a,另外在法国与Atofia合资的Soficar产能为850t/a。公司以生产小丝束PAN基碳纤维为主,在日本国内大丝束PAN基碳纤维的产能仅为300t/a。东邦人造丝是第二大碳纤维生产商,其碳纤维的生产能力为5800t/a,全是小丝束品种。三菱人造丝在日本国内产能为2700t/a,在海外美国Grafil的产能为700t/a,2001年三菱人造丝率先将设备投资增加27.5%,达到190亿元,将本国的产能提高500t/a,再将美国子公司Grafil的产能增加800t/a,这样两地的总产能达到4700t/a。世界主要PAN基碳纤维生产企业的产能见表1[2]。

表1 世界主要PAN基碳纤维生产企业的产能 t

产地

类型

2004

2005

2006

2007

2008

郑州癫痫病重点医院 科学诊断,规范治疗癫痫病

Toray

小丝束

9100

9100

10900

13900

17500

大丝束

300

300

300

300

300

Toho Tenax

小丝束

5600

6300

7800

7800

10500

大丝束

3500

1300

1300

1300

1300

MRC

小丝束

4700

5200

5700

7800~8100

7900~8100

Hexcel

小丝束

2000

2000

2300

2800

3300

Cytee

小丝束

1800

1800

1800

1800

3800

中国台湾台塑

小丝束

1850

1850

1850

2950

29500

Zoltek

大丝束

2300

3300

6500

11100

11100

SGL

大丝束

1900

1900

1900

1900

1900

Technology

大丝束

1000

1000

1000

1000

1000

小计

郑州癫痫病医院哪里好小丝束

25050

26250

30350

37150

45900

大丝束

9000

7800

11000

15600

15600

总计

34050

34050

41350

52570

61500

增长百分数

0

21.40%

27%

16.60%

热点情感文章

热门栏目