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1 我國碳纖維發(fā)展?fàn)顩r
20世紀(jì)70年代末至80年代初,我國上海、吉林、遼源、蘭州、太原等聚丙烯腈(PAN)基碳纖維(CF)研制單位,先后完成了碳纖維的小試研究,建成了大同小異的碳纖維中試生產(chǎn)線,產(chǎn)品性能達(dá)到中強(qiáng)水平(抗張強(qiáng)度>1764N/mm2,模量>20N/mm2)。在20世紀(jì)90年代初期經(jīng)過近10年的努力,能夠生產(chǎn)高強(qiáng)l型(抗張強(qiáng)度>2450N/mm2,模量>24N/mm2),高強(qiáng)Ⅱ型(抗張強(qiáng)度>2940N/mm2,模量>20N/mm2)。個(gè)別廠還能生產(chǎn)石墨纖維(抗張強(qiáng)度>1960N/mm2,模量>30N/mm2)。
由于長期來我國碳纖維均為軍工及尖端技術(shù)服務(wù),研制單位有限,只是小批量生產(chǎn),其單位不會(huì)走出去推廣應(yīng)用,同時(shí)碳纖維的售價(jià)又很高,從而阻礙了碳纖維在人們生活中的普及。我國碳纖維的工業(yè)化初具規(guī)模是在1985年,由國家科委出面,吉化公司從英國RK公司引進(jìn)了一條年生產(chǎn)能力100t的碳纖維生產(chǎn)裝置,并并工投產(chǎn)。但仍然不能滿足需求,發(fā)展緩慢。
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2 中國臺(tái)灣碳纖維發(fā)展?fàn)顩r
20世紀(jì)90年代,對(duì)于亞洲地區(qū)而言,除日本外,我國臺(tái)灣省是碳纖維及其復(fù)合材料的重要生產(chǎn)和使用地區(qū)。臺(tái)灣有關(guān)碳纖維的發(fā)展最早始于20世紀(jì)70年代初期,逢甲大學(xué)開始碳纖維的研究。在20世紀(jì)80年代初期,Kwang—Nan公司生產(chǎn)制造體育用品,如網(wǎng)球拍、釣魚竿、滑雪橇和自行車部件,因此臺(tái)灣具有“碳纖維(CP)運(yùn)動(dòng)器材王國”之稱。但臺(tái)灣沒有生產(chǎn)碳纖維的能力,直至20世紀(jì)80年代末期才擁有從聚丙烯腈的聚合和紡絲到碳纖維的制備這項(xiàng)技術(shù),有能力向當(dāng)?shù)厥袌龉?yīng)碳纖維。也就是說碳纖維自給率越來越大。如臺(tái)灣塑膠公司已經(jīng)可提供碳纖維粗紗和碳纖維預(yù)制片的產(chǎn)品,供應(yīng)給球拍制造廠商和高爾夫俱樂部,并提高用于航天工業(yè)的碳纖維的模量。
本文來自123
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3 國外的碳纖維發(fā)展?fàn)顩r
日本是PAN基碳纖維的發(fā)源地,是碳纖維生產(chǎn)和應(yīng)用大國。在20世紀(jì)60年代初,伴隨著碳纖維問世的同時(shí),
日本的碳素公司就實(shí)現(xiàn)了通用型PAN基碳纖維的工業(yè)化生產(chǎn)。因?yàn)槠淦鸩捷^早,加上研究的又較深人,因此碳纖維的技術(shù)一直遙遙領(lǐng)先。在20世紀(jì)90年代初期開始對(duì)超高強(qiáng)度碳纖維、中空碳纖維、氣相生長線型和卷繞纖維及一種用于電池中的高電導(dǎo)碳纖維等新型碳纖維進(jìn)行研究?,F(xiàn)已制得強(qiáng)度達(dá)3820MPa,彈性模量230GPa的超高強(qiáng)度碳纖維;尺寸為l~3nm,直徑3~12nm的中空碳纖維,并已實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn);由東麗公司生產(chǎn)制得的碳纖維織物,其單位質(zhì)量為l12g/m2,
在碳化工序中,經(jīng)向和緯向的收縮率都為16%,即具有良好尺寸穩(wěn)定性可用于生產(chǎn)高電導(dǎo)率織物的碳纖維;東邦公司制成了低微毛碳纖維短絲網(wǎng)及其PAN基(非織造布)原絲和制備,該原絲滿足氧鍵含量10%~17%,纖維長度25~65mm,厚度0.2~4.0mm,織物的單位質(zhì)量為50~420g/m2,磷含量3×10-7-2.5×10-6,微毛≤1.0mg/g,采用滲碳XRD測定結(jié)晶尺寸為1.3~3.5mm。該碳纖維網(wǎng)一般用于隔熱體、隔地和絕緣體上。
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