沥青基碳纤维的研发及产业化_史景利 - 副本

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1、第39卷第3期高科技纤维与应用Vol.39No.32014年6月Hi-TechFiber&ApplicationJun.2014沥青基碳纤维的研发及产业化史景利，马昌（天津工业大学材料学院，天津300387）摘要:沥青基碳纤维是碳纤维的一个重要品种，但我国在沥青基碳纤维的研发和生产较国外还有很大差距。介绍了我国沥青基碳纤维研发和产业化现状，就其中的关键工艺（纺丝沥青调制和熔融纺丝）进行了综合分析。通用级沥青基碳纤维在国内已有一定的科研和生产基础，近期可望完成自主技术工业化装备的建立和生产；高性能沥青基碳纤维的研发虽然较为充

2、分，但用于纺丝的中间相沥青的制备和连续长丝工艺的开发还要经过努力才能实现产业化，以摆脱美日的技术和产品的封锁。关键词:沥青基碳纤维；中间相沥青；工艺；研发；产业化中图分类号:TQ342.742文献标识码:A文章编号:1007-9815（2014）03-0007-08ResearchandindustrializationofpitchbasedcarbonfiberSHIJing-li,MAChang(SchoolofMaterialScienceandEngineering,TianjinPolytechnicUnive

3、rsity,Tianjin300387China)Abstract:Pitchbasedcarbonfiberisoneofimportantproductsofcarbonfibers.However,theresearchandproductionofpitchbasedcarbonfiberinourcountryarefarbehindtheseabroad.ResearchandindustrializationofpitchbasedcarbonfiberinChinawereintroducedinthear

4、ticle.Somekeyprocesses,suchaspreparationandmeltspinning,wereoverviewed.Chinahassomeexperienceonstudyandproductionofgeneralpurposepitchbasedcarbonfiber.Itcouldbepredictedthatrecentlyindustrialfacilitieswouldbemadeandproductionwouldbeginonthebaseofourselvestechnolog

5、y.Althoughhighperformancepitchbasedcarbonfiberwasstudieddeeply,thepreparationofmesophasepitchformeltspinningandprocessforlongcontinuouscarbonfibershouldbegivengreateffortstoindustrialize.Theblockageoftechnologyandproductscouldbebrokenthrough.Keywords:pitchbasedcar

6、bonfiber;mesophasepitch;process;research;industrialization碳纤维是纤维状碳的总称，可以说包含从单现代工业意义上的碳纤维是1959年美国联合壁碳纳米管到人们常说的碳纤维。纤维状的碳材碳化公司以粘胶纤维（Viscosefiber）为原丝制成料最早是在19世纪60年代前后制作和使用的，这商品名为“HyfilThornel”的纤维素基碳纤维。与1860年前后灯泡的发明和改进相关联。英国人1961年日本的进藤昭南发明了聚丙烯腈（PAN）约瑟夫.斯旺（J.Swan）用碳丝做灯泡

7、的灯丝于碳纤维，1962年东丽公司开始生产碳纤维，英国1878年成功；美国人爱迪生做同样工作，1879年的W.瓦特改进了工艺（牵伸），使PAN基碳纤第一盏灯泡亮了45h（灯丝采用卷曲的碳丝和薄维的性能大幅提高。1965年日本群马大学试制成碳片）。后来在1890年出现了拉制的钨丝，纤维功以沥青基为原料的通用级碳纤维，1970年工状碳的制作停止了。业化。1968年美国金刚砂公司研制出商品名为定稿日期:2014-06-16作者简介:史景利（1963-）,男，河北新乐人，博士，教授，博士生导师，主要研究领域为沥青基碳纤维及其复合材

8、料、高性能石墨及功能碳材料，(电子信箱)shijingli1963@163.com。-8-高科技纤维与应用第39卷“Kynol”的酚醛纤维。1971年碳纤维的地位获得定差距。认可。与PAN碳纤维对比（见表2），高性能沥青基碳纤维在模量和导热方面具有优势，但强度方面1沥青基碳纤维的历史和现状不如PAN基碳