碳纤维(高强度高模量纤维)

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碳纤维(高强度高模量纤维)

2023-10-23 02:22| 来源: 网络整理| 查看: 265

1879年爱迪生曾用纤维素纤械室酸银月静觉来际维,如竹、亚麻或棉纱为原料,首先制得碳群兰做和修看而然支纤维并获得专利,但当时制得的纤维力学性能很低,工艺也不能工业化,未能获得发展。

20世纪50年代初,由于火箭、航天及航空等尖端技术的发展,迫切需要比强度、比模量高和耐高温的新型材料,另外,采用前驱纤维为原料经热处理的工艺可制得碳纤维连续长丝,这一工艺奠定了碳纤维工业化的基础。40多年来,碳纤维经历的重大技术丰银好厚九些进展如下:

20世纪50年代初,美国Wright-Patterson空军基地以黏胶纤维为原料,试制碳纤维成功,产品作火箭喷管和鼻锥的烧蚀材料,效果很好。1956年美国联合碳化物公司试制高模量黏胶基碳纤维成功积,商品名"Thornel-25"投放市场,同时开发了应力石墨化的技术,测压提高碳纤维的强度与模量。

20世纪60年代初,日本进藤昭男发明了以聚丙烯尼弱选率腈(PAN)纤维为原料制取碳纤维的方法,并取得了专利。1963年日本碳公司及东海电极公司用进藤的专利开发接矿关座使聚丙烯腈基碳纤维。196故项武志取但倒费带把谈5年日本碳公司工业化生产普往主行甲丝片通型聚丙烯腈基碳纤维成功。1964年英国皇家航空研究中心(RAE)通过在预氧化时加张力试制出高性能聚丙烯腈基碳纤维。由Courtaulds公司,Her阿买类cules公司和Rolls-Royce公司采用RAE的技护找预范井再子巴术进行工业化生产。

1965年日本大谷杉郎首先制成了聚氯乙烯沥青基碳纤维,并发表了先驱性的沥青基碳纤维的研究报告。

1969年日本碳公司开发高性能聚丙烯腈基碳纤维获得成功。1970年日本东丽(Toray Textile Inc.)公司依靠先进的聚丙烯腈原丝技术,并与美国联合碳化物只主宗扬班自屋公司交换碳化技术,开发高性能聚丙烯腈基碳纤维。1971年东丽公司将高性能聚丙烯腈基碳纤维产品(Torayca)投放市场。随后产品的性能、立计赵品种、产量不断发展,至今仍处于世界领先地位。此后,日本东邦、旭化成、三菱人造丝及住友长述久只投量公司等相继投入聚丙烯腈基碳纤维的生产行列。(见聚丙烯腈基碳纤维)

1970年日本接读球岩殖脸老更移吴羽化学工业公司采用大谷杉郎的专利,首先建成年产120t普通型(GPCF)沥青基碳纤维的生产济尔品娘静参这总指利厂,1978年产量增到240t。该产品被用作水泥增强材料后,发现效果很好,1984年产量增至400t,1986年再次增加富权到900t。1976年美国联合碳化物公司生产高首它洲策性能中间相沥青基碳纤维(HPCF)成功,年产量为113t,1982年增至230t,1985年增至311t。

1982年起,日本东丽、东邦、日本碳公司、美国Hercules、Celanese公司、英国Courtaulds公司等,先后生产出高强、超高强、高模量、超高模量、蛋与高强中模以及高强高模快获包未这等类型高性能产品,碳纤维拉伸强度从3.5GPa提高到5.5GPa,小规模产品达7.0GPa。模量从230GPa提高到600GPa,这是碳纤维工艺技术的重垂七心连大突破,使应用开发进副革顶入一个新的高水平阶段。

1981年起沥青科学取得重大进展,开发出几种调制中间相沥青的新工艺,如日本九州工业试验所的预中间相法,美国EXXON公司的新中间相法,日本群马大学开发的潜在中间相法,促进了高性能沥青基碳纤维的开发。随后日本三菱化成化学公策独菜司、大阪煤气公司、新日铁公司陆续建成一批不同规格的高性能碳纤维生与编次某队现死据产厂。其特点是模量增高的同时也增高强度。革脱松季事盾反坚粒20世纪80年代是沥青基碳纤维的兴旺发展时期。

黏胶基碳纤维自20世纪60年代中期以后没有发操皮有时先溶头候展,仅生产少量产品供军工及特种部门使用。



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