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1、聚丙烯睛基碳纤维贺福王润峨赵建国中国科学院山西煤炭化学研究所太原,。摘要聚丙烯猜基碳纤维具有优异的综合性能在市场竟争中处于优势虽然,。,,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基碳纤维的新工艺新进展和新应用关键词聚丙烯猜碳纤维新进展,,·,,,,,、、、,,。碳纤维硼纤维凯芙拉纤维碳化于它比重小强度高因而比强度也高,,硅纤维和氧化铝纤维是当今公认的五大杨氏模量高一般在之间因。,,。增强纤维虽然它们的组成不同性能各异应用各而比模量刚性相
2、当高,,,,有侧重但就综合性能而言碳纤维居五大增强纤维断裂伸长在之间柔软可编深之首,是制造纤维增强复合材料的主要增强纤维。特加工性能好。,,,,。别是聚丙烯睛基碳纤维具有一系列功能特性新的耐疲劳疲劳强度高使用寿命长,。,,应用领域在不断开发愈来愈显示出重要性本文着减振吸能性能优异不易起振起振后可迅、,呈。重阐述基碳纤维的功能特性技术进步和日速制振现出优异的振动衰减特性益拓宽的应用领域。耐摩擦,耐磨损,具有优异的石墨自润滑特性。基碳纤维的功能特性一一‘,热膨胀系数小又制品尺寸,,。基碳纤维除具有优异的力学性能外还具稳定对环境条
3、件骤变的适应性强通过精心设计和,,。有许多功能特性因而在高新技术领域和民用工业严密施工可把制件的热膨胀系数降低到最小程度。一一,‘‘中得到广泛应用它的主要性能和功能特性有以下热导率高一不会出现蓄几点热和过热现象。,比重,,与金属材料相比较小仅为一在惰性气氛中耐热性能非常优异且强度,易制得轻质复合材料,易实现制品的轻量不下降。这是任何材料无法与其比拟的。化。耐腐蚀。,。。抗拉强度高一般在一之间由不生锈··下七二二困趁月卜新材料军,。,,,生物相容性好生理适应性强根成反比裂纹愈长强度愈低图和图充分反一一·。。,具有导电性能拜映出
4、这一规律因此提高碳纤维抗拉强度的基本原非磁性。则就是要千方百计减少、消除先天性缺陷原丝和。、。具有电磁波屏蔽性后天性缺陷一系列后热处理热加工具有优异的射线穿透性。各向异性,设计自由度大。利用以上特性可以制造出结构材料、耐烧蚀材料、电磁波屏蔽材料、吸能止振材料、密封材料、抗静电材料、生理用品材料、医疗器材材料以及文体材,。握橄侧哪几︹料等等基碳纤维的新进展高强化碳纤维的理论强度为。目前强度最高碳纤维的,强度为仅为理论值的孔直径而,。,提高强度的潜力相当大因此许多科学家和图碳纤维内部孔的直径与单丝强度的关系工程技术人员一直在潜心
5、研究和致力于强度的提,高,取得了显著成效。图是日本东丽公司生产的碳当前采用的技术措施主要有以下几种。、。高纯化聚合单体聚合树脂和纺丝液实现纤维牌号和强度以及强度提高的轨迹。是该公。司最早工业化的商,高纯化品牌号抗拉强度由工业化初期。,的提高,致密化严格控制凝固条件优化纺丝工艺到目前的提高幅度为,,。左右。这一产品是国际公认的通用级碳纤维,参数减少孔洞实现原丝致密化。,已累计生产万左右,无尘化纺丝车间实现无尘化预氧化和碳约占该公司总产量的。。,,化车间实现洁净化以上但是该公司正处于更新换代期现正计划用新研究成功并已批量生产的逐
6、步取代,它将成为新的通用级碳纤维。的抗拉强度约为,比高左右。阁侧烈撼啤︵一年工业化以洲乙月口一一年开发成功殉创渊华崛口︶日一年研制成功「一丁一加一了下下万表面缺陷大小二年车年图碳纤维表面缺陷与单位强度的关系。,,细旦化单丝直径要细实现细旦化减少皮图日本东丽公司碳纤维强度在不断提高,。,芯结构制取均质纤维这包括了原丝和碳纤碳纤维属于脆性无机材料抗拉强度受控于各。,、维种各样的缺陷包括内部孔洞图和表面孔洞裂。,。细晶化细晶化反映出强度的尺寸效应进纹和污染物图根据经典的脆性材料能,一步揭示出强度与微晶直径的平方根成反比的规量理论和
7、经验式抗拉强度与裂纹半长的平方第期化工新裂冲才料。,。如何控制原律微晶愈小强度愈高纳米碳管具有极细微的碳丝和碳纤维的微晶尺寸仍是,,,结构一个基本纳米碳管的直径为而其强当前研究的热门课题特别是可操作的控制因素更。。,引起人们的极大关注碳纤维结构的均质化度比钢高出近百倍它的组成与普通石墨完全一样和微细。、就因具有微细纳米结构而赋予其惊人的强度碳纳结构细晶化是提高其抗拉强度改善压缩强度的主,。米管可以看作是超级碳纤维是研究碳纤维结构和要技术途径之一提高其强度的楷模。表基碳纤维的生产能力种类国别及生产厂工厂所在地、,东丽集团姓日本
8、东丽爱媛束法国碳美国纤小计东邦集团东邦人造丝三岛德国小计三菱集团日本三菱半桥,大竹维美国尽小计美国,美,国台湾塑胶高雄韩国泰光产业浦项小丝束合计·一一,大美国,丝美国一束美国碳英国纤德国维大丝束合计总计小丝束大丝束注,,为东丽子公司为东邦子公司为公司被公司收买。大丝束碳纤维纤维的老牌厂家,
