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碳纤维原料的优质化和专用化
文章来源: 行业新闻   发表时间:2016-12-17 10:52:11

  有机纤维前驱体法按使用原料纤维出现的先后是黏胶、聚丙烯腈、沥青基纤维的排列顺序,但通过40年的相互竞争和发展,21世纪的今天,无论从产品的数量、质量和应用领域,聚丙烯腈基碳(石墨)纤维都占优势;沥青基获得了飞速发展并拓宽了应用;黏胶基逐步缩小;气相生长碳纤维和石墨晶须20世纪90年代发展十分惊人,21世纪将派生出新的纳米碳材料分支学科。
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  值得指出的是碳(石墨)纤维的质量、品种和成本80%取决于纤维前驱体,例如聚丙烯腈基,20世纪60年代开发初期采用旦民用均聚原丝,碳丝性能为通用级产品:拉伸强度约1.0GPa,70年代选用共聚专用原料,碳丝性能大幅度提高,拉伸强度值约为2.5~3.0GPa,80年代原丝出现超纯、细旦化、高结晶、高取向、高强度的聚丙烯腈原丝,另外表面还经特殊油剂处理,采用上述原丝为原料,碳纤维性能达高强型和高强、高模型系列。


  为了降低成本拓宽应用领域,90年代各国又掀起开发大丝束(24K、48K、320K)热潮,原丝质量不断改进和创新是该产品名列前茅的推动力。沥青基碳纤维性能也不例外的依赖于原料沥青,通常各向同性沥青只能生产通用级沥青碳纤维,而各向异性中间相沥青方可制备出高性能碳(石墨)纤维。自70年代美国联合碳化物公司(UCC)高性能中间相沥青石墨纤维开发成功之后,原料沥青又出现了新中间相、预中间相、潜在中间相以及合成中间相沥青等,产品性能由高模沥青基碳(石墨)纤维向高强高模型方向发展。