高性能聚丙烯腈基碳纤维发展现状与分析

聚丙烯腈基碳纤维及其复合材料具有轻质、高比强度、高比刚度、抗疲劳、耐腐蚀和可设计性等优点,已成为航空应用的理想材料。综述了日本东丽公司和美国赫氏公司高性能聚丙烯腈基碳纤维的发展路线,介绍了高性能聚丙烯腈基碳纤维的发展趋势以及最新的研发进展,并对其发展路线进行了对比分析,结合国产聚丙烯腈基碳纤维发展现状,给出了国产碳纤维发展建议,以期为国产高性能聚丙烯腈基碳纤维的可持续发展提供参考。     

聚丙烯腈基碳纤维

聚丙烯腈（PAN）基碳纤维（CF）具有优异的综合性能,在市场竞争中处于优势。虽然它已规模化生产,但研究和提高工作一直在进行。技术不断进步,产品性能不断提高,产量与日俱增,价格日趋下降,应用领域不断拓宽。本文着重阐述PAN基碳纤维的新工艺、新进展和新应用。     

日本碳纤维工业新进展

综述了近三年日本碳纤维制造加工过程、新型碳纤维的进展,预测了碳纤维工业的发展前景。     

聚丙烯腈基碳纤维的研制

利用DSC确定了工艺条件,同时利用SEM研究了聚丙烯腈基碳纤维在制备过程中形貌演变,所制备的碳纤维具有优异的力学性能和良好的均一性.     

废聚丙烯腈纤维制备高性能碳纤维研究

针对国内碳纤维生产企业聚丙烯腈废丝问题进行高端循环再利用。采用紫外-可见分光光度计和旋转流变仪研究了二甲基亚砜/水混合溶剂对聚丙烯腈溶解能力和溶液流变性的影响,采用称重法研究了处理温度和时间对聚丙烯腈废丝脱水性能的影响,并利用废丝经溶解制备纺丝液、原丝和碳纤维。结果表明:水的存在影响了二甲基亚砜对聚丙烯腈的溶解能力,使聚丙烯腈溶液缠结增大,聚丙烯腈溶液的复数黏度、储能模量和损耗模量增加,聚丙烯腈纺丝液稳定性降低;提高处理温度和延长处理时间有利于聚丙烯腈废丝中水分的脱除,完全脱除水分的聚丙烯腈废丝经溶解、纺丝、预氧化和碳化,可以制备近似圆形、表面具有沟槽的T300级别聚丙烯腈碳纤维,碳纤维原丝生产线的废物得到绿色、高端化再利用。     

聚丙烯腈基碳纤维电化学改性研究现状与展望

综合论述了聚丙烯腈基(PAN)碳纤维电化学表面改性处理研究的发展现状,对比分析了碳纤维电化学改性处理法的研究内容及表征手段,指出了存在的问题,并展望了碳纤维表面电化学改性处理的研究前景.在碳纤维改性工艺参数的研究工作中,为了使实验结果有可比性,迫切需要一套标准来规范实验条件及性能表征方法,而为了更好地体现碳纤维复合材料的性能优势,仍需不断探索和研究碳纤维的电化学改性机理.为使复合材料的性能更好地达到应用要求,有必要提出碳纤维表面改性模型及界面理论.     

聚丙烯腈基碳纤维制备过程中微观结构的演变

碳纤维的微观结构是影响其强度和断裂行为的重要因素.PAN纤维、预氧化纤维的微观形态结构与最终碳纤维的结构有着密切的关系.阐述了PAN纤维和预氧化纤维的微观结构的研究进展,着重介绍了聚丙烯腈基碳纤维发展历史上有代表性的结构模型,以期为制备高性能碳纤维提供理论依据.     

干湿法高性能聚丙烯腈基碳纤维原丝的制备

本文介绍了高性能聚丙烯腈 (PAN)原丝的质量指标 ,讨论了影响原丝质量的因素。叙述了PAN聚合体及纺丝原液对原丝质量的影响 ,并论述了干湿法纺丝工艺的特点及对纤维物理机械性能的影响。同时 ,阐述了PAN原丝油剂及生产过程中原料的纯化及生产环境的净化对原丝质量的影响。     

我国聚丙烯腈基碳纤维发展的回顾与几点建议

简要回顾了我国聚丙烯腈基碳纤维的研究开发历程,并重点分析和论述影响我国碳纤维科技成果转化为产业的各种因素和存在问题,结合当前所面临的机遇和挑战,提出了今后发展的几点意见和建议。     

聚丙烯腈基碳纤维皮芯结构的形成与演变

皮芯结构是一种缺陷结构,存在于从PAN初生纤维到碳纤维的各个阶段,严重影响了最终碳纤维的力学性能.综述了PAN基碳纤维皮芯结构的研究进展,探讨了皮芯结构形成与演变的机理,结合自己的研究结果评述了工艺条件对皮芯结构形成与演变的影响,以期为减弱甚至消除皮芯结构提供理论指导.     

世纪之交展望我国的碳纤维工业

我国研制碳纤维至今已有三十余年历史 ,并初步建成工业雏型 ,为国防现代化和国民经济的发展做出了积极贡献。但是 ,至今仍处于中试放大阶段。其首要原因是PAN原丝质量没有真正过关 ,工程化开发没有取得重大突破 ,应用基础研究创新甚少。此外 ,资金投入力度不足 ,导致与国外先进水平约有 1 5年左右的差距。在世纪之交展望我国的碳纤维工业喜忧参半 ,任重而道远。     

高表面积聚丙烯腈（PAN）系活性碳纤维的研制

在氢氧化钾存在下对有机物进行热解是制取高表面积多孔碳材料的有效方法之一。本文把这一方法应用于聚丙烯腈系活性碳纤维的制备，得到了比表面积超过２０００ｍ＾２／ｇ的产品，并测定了它们的吸附性能，根据测得的ＴＧＡ及Ｘ－射线衍射数据探讨了孔生成机理。     

碳纤维用聚丙烯腈新型共聚物的制备

通过采用丙烯腈、衣康酸、甲基丙烯酸正丁酯共聚合方法合成了一种新型聚丙烯腈共聚物。通过改变引发剂的用量、反应温度、单体配比等 ,确定了最佳反应条件 ,合成的粘均分子量为 2 70×1 0 5的新型共聚物 ,可用于碳纤维的研究     

伽马射线辐照改性聚丙烯腈原丝及聚丙烯腈基碳纤维的研究进展

聚丙烯腈(PAN)基碳纤维由于性能优异、制备工艺简单,被广泛应用于各产业,但其存在表面化学惰性强、力学性能仍有很大提升空间等问题,为此研究人员提出了多种改性方法。其中,γ射线辐照是一种能够实现碳纤维表面活性和力学性能协同提高的改性方法,并且能够应用于PAN基碳纤维制备(PAN原丝)及其后处理全过程。本文概述了γ辐照对PAN原丝和PAN基碳纤维的微观结构、表界面性能和力学性能等方面的影响,重点总结了γ辐照下PAN原丝分子结构的演化机制,原丝辐照对成品碳纤维力学性能的影响,γ辐照下碳纤维不同微区结构演化和力学性能的关系,展望了未来γ射线辐照改性PAN基碳纤维的发展方向与前景。     

聚丙烯腈基碳纤维有机-无机转变过程中结构演化

利用扫描电镜、元素分析、红外光谱、拉曼光谱等现代测试手段对聚丙烯腈(PAN)原丝及其在预氧化、碳化过程中的微观结构进行分析,探讨了纤维形貌、元素含量及有机基团等在不同热处理阶段的演变情况。研究结果表明:253℃开始出现比较明显的拉曼特征谱线,在有机-无机转变过程中碳元素的含量在60%~70%之间波动,完成转变后碳元素含量大幅增加,达到95%以上;随着热处理的进行,纤维直径逐渐减小,在780℃前减小较少,温度超过780℃后纤维直径大幅减小。这些结果进一步加深了对PAN纤维在预氧化、碳化过程中结构变化的理解。     

聚丙烯腈基碳纤维制备工艺研究进展

综述了近年来聚丙烯腈(PAN)基碳纤维(CF)在制备方面的新工艺,介绍了这些新的处理工艺的作用机理和作用效果,并展望了这些工艺在未来的发展方向。     

聚丙烯腈基碳纤维发展与应用

聚丙烯腈(PAN)基碳纤维既具有碳材料固有的优良电学、热学和力学性能,又有纺织纤维的柔软可加工性,作为钢材等金属材料的替代材料和新一代军民两用新材料,被广泛应用于飞机、卫星、运载火箭、战术导弹、宇宙飞船等航空航天尖端领域,以及化工、机电、医药、采矿、交通运输、体育器材、建筑材料等工业和民用领域.本文介绍了PAN基碳纤维的物化性能、制造工艺、国内外生产现状、应用领域及市场前景,并对今后国内碳纤维产业的发展提出建议.     

世界聚丙烯腈基碳纤维的新形势

<正>2012-2020年全球聚丙烯腈基碳纤维(PAN-CF)的需求将呈现强势发展的势头,世界市场需求将由2012年的4.1万t增至14万t。国外生产企业纷纷谋划在新增的生产线上,通过技术进步提高生产效率、实现节能减排并降低生产成本,以便在日趋激烈的市场竞争中获得更大的"蛋糕"。同时通过与下游用户联合开发的方式来确保在未来市场中占有一席之地,     

碳纤维材料工程技术研究进展

回顾了碳纤维材料的发展历程与现状,系统地总结了吉林石化公司聚丙烯腈基碳纤维及其前躯体聚丙烯腈纤维的技术研发历程及其取得的关键技术成果,同时详细介绍了碳纤维的工程技术研究进展与产业化现状,并展望了吉林石化公司碳纤维材料的产业发展前景。