高性能碳纖維復(fù)合材料項(xiàng)目可行性研究報(bào)告(編輯修改稿)
2025-06-03 22:42 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 炭化 表面處理 浸漬催化劑 干燥 干燥 上漿 預(yù)氧化 收絲 由粘膠纖維熱解制得的碳纖維的得率通常在10～30%， 維制得的碳纖維，橫截面形狀大多不規(guī)則，一般呈樹(shù)葉狀。粘膠基碳 纖維主要用于耐燒蝕材料和隔熱材料。 著其他碳纖維不可取代的地位，仍是重要的戰(zhàn)略物資。 成都XX新能源有限公司 編制9投資XX科技產(chǎn)業(yè)園碳纖維材料可行性研究報(bào)告 粘膠基碳纖維產(chǎn)量不足世界碳纖維總產(chǎn)量的1%。它雖然不會(huì)有 大的發(fā)展，但也不會(huì)被徹底淘汰出局。在碳纖維領(lǐng)域仍會(huì)占有一席之 地。4 、活性碳纖維 活性碳纖維是隨著碳纖維工業(yè)發(fā)展而開(kāi)發(fā)的新一代多孔吸附材 料，也是傳統(tǒng)吸附材料粉狀活性炭的更新?lián)Q代產(chǎn)品，我國(guó)有許多生產(chǎn) 廠(chǎng)，如山西東綠活性碳纖維廠(chǎng)、山西省長(zhǎng)治市郊區(qū)霍家工業(yè)總司活性 碳纖維廠(chǎng)、鞍山市化學(xué)碳纖維公司、遼源化工新材料廠(chǎng)、秦皇島山海 關(guān)金龍環(huán)保材料廠(chǎng)、 限公司以及XX市活性碳纖維廠(chǎng)等。 生產(chǎn)活性特性及其制品的原料主要有粘膠絲、PAN基纖維、瀝青 纖維和酚醛纖維等。原料雖然不同，但生產(chǎn)工藝基本相似，需經(jīng)前處 理或穩(wěn)定化、炭化和活化工序。生產(chǎn)原理完全不同于碳纖維。生產(chǎn)活 性碳纖維的過(guò)程盡可能造孔，使其具有多孔結(jié)構(gòu)，而生產(chǎn)碳纖維則不 同，盡可能消除孔隙裂紋或孔洞。5 、氣相生長(zhǎng)碳纖維 氣相生長(zhǎng)碳纖維（VGCF）和螺旋形碳纖維(CCF)屬于功能型碳纖 維。 氣相生長(zhǎng)碳纖維（VGCF）以低碳烴類(lèi)為碳源，過(guò)渡金屬鐵、鈷、 鎳等及其他們的合金、化合物等超細(xì)離子為催化劑，在氫氣還原性氣 成都XX新能源有限公司 編制10投資XX科技產(chǎn)業(yè)園碳纖維材料可行性研究報(bào)告 氛中使其烴類(lèi)熱解（1100℃左右）成碳而制得纖維狀產(chǎn)物。 螺旋形碳纖維(CCF)的生成過(guò)程中，催化劑是基礎(chǔ)，助催化劑是 必備條件，如果沒(méi)有助催化劑的存在，則生成VGCF。催化劑是過(guò)渡 金屬等，助催化劑為S/P等，他們生成共晶體；助催化劑的存在可降 低共晶體的熔點(diǎn)，有利于CCF的生成。 第三章 研究方法 碳纖維可分別用聚丙烯腈纖維、瀝青纖維、粘膠絲或酚醛纖維經(jīng) 碳化制得；按狀態(tài)分為長(zhǎng)絲、短纖維和短切纖維；按力學(xué)性能分為通 用型和高性能型。通用型碳纖維強(qiáng)度為1000兆帕（MPa） 100GPa左右。高性能型碳纖維又分為高強(qiáng)型（強(qiáng)度2000MPa、模量250GPa）和高模型（模量300GPa以上） 超高強(qiáng)型；模量大于450GPa的稱(chēng)為超高模型。隨著航天和航空工業(yè) 的發(fā)展，還出現(xiàn)了高強(qiáng)高伸型碳纖維，其延伸率大于2%。用量最大 的是聚丙烯腈PAN基碳纖維。 目前應(yīng)用較普遍的碳纖維主要是聚丙烯腈碳纖維和瀝青碳纖維。 碳纖維的制造包括：纖維紡絲、熱穩(wěn)定化（預(yù)氧化） 等4個(gè)過(guò)程。其間伴隨的化學(xué)變化包括：脫氫、環(huán)化、預(yù)氧化、氧化 及脫氧等。 成都XX新能源有限公司 編制11投資XX科技產(chǎn)業(yè)園碳纖維材料可行性研究報(bào)告 第四章 測(cè)試研究數(shù)據(jù)來(lái)源 一、測(cè)試與標(biāo)準(zhǔn)碳纖維的拉伸性能測(cè)試分單絲法和復(fù)絲法。 下面首先對(duì)于單絲法拉伸予以描述： 非常脆弱，剪切強(qiáng)度很低，稍有不慎就會(huì)斷裂，因此在每次試驗(yàn)過(guò)程 中，需要細(xì)心、耐心，不要對(duì)試樣造成損傷。國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO11566《碳 纖維 單纖試樣的測(cè)定》和日標(biāo)JIS R7601《碳纖維試驗(yàn)方法》指出了 采用紙框法固定試樣，當(dāng)然也不排除其他方法。中國(guó)的方法標(biāo)準(zhǔn)正在 制定中， 曲阜師范大學(xué)的張小英、張斌在2007年《紡織標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量》發(fā)表了 《碳纖維拉伸性能的測(cè)試方法》 《紡織實(shí)驗(yàn)技術(shù)》 《實(shí)驗(yàn)十五 碳纖維強(qiáng)伸性能測(cè)試》等文章。單纖維強(qiáng)伸性能試驗(yàn)要 采用能測(cè)試碳纖維的高強(qiáng)高模纖維強(qiáng)力儀，如CRE型碳纖維強(qiáng)力機(jī) （LLY06E型電子碳纖維強(qiáng)力儀外觀(guān)如圖所示） (LLY06E 型電子碳纖維強(qiáng)力儀) 成都XX新能源有限公司 編制12投資XX科技產(chǎn)業(yè)園碳纖維材料可行性研究報(bào)告 試樣制備 紙框法固定試樣，剪取適當(dāng)長(zhǎng)度的該碳纖維試驗(yàn)樣品，用鋼針沿著纖 維方向?qū)⑵浞蛛x，使試驗(yàn)樣品蓬松便于抽取。用取樣盤(pán)來(lái)盛取試樣， 為保證測(cè)得結(jié)果的準(zhǔn)確性，不能對(duì)碳纖維造成任何損傷。采用國(guó)外標(biāo) 準(zhǔn)制作襯紙很麻煩， 的方法。 ； 劃出一個(gè)尺寸合適的框，復(fù)制滿(mǎn)A4紙打印（圖2是25mm隔距拉伸 尺寸。若50mm隔距拉伸時(shí)，裁切線(xiàn)的長(zhǎng)度應(yīng)增加一倍） 裁切線(xiàn)吻合后用刀片沿裁切線(xiàn)將實(shí) 線(xiàn)部分裁除，然后兩端貼上5mm寬 的雙面膠紙；抽取分離的單根碳纖維 試驗(yàn)樣品，沿中心虛線(xiàn)放上，并用雙 面膠紙固定。也可以用融化后的松( 試樣制備示意圖) 香，將單根碳纖維 “焊接”在紙框上，其“焊點(diǎn)”起到固定單根碳 纖維的作用（試驗(yàn)證明：采用“焊接”方式?jīng)]有雙面膠紙固定方式好 用，而且?jiàn)A持試樣時(shí)要離開(kāi)“焊點(diǎn)” ；再用8～10mm寬的紙條， 沿著裁切線(xiàn)寬度方向覆蓋雙面膠紙和試驗(yàn)樣品端頭， 離成固定在單個(gè)紙框上的待測(cè)試樣。注意 碳纖維的取樣比較困難， 尤其處理后的碳纖維，很細(xì)，也很難分辨是一根還是兩根，根據(jù)實(shí)驗(yàn) 中曲線(xiàn)對(duì)比進(jìn)行判斷如果記錄下的曲線(xiàn)斜率明顯大于其他試樣的很 有可能是兩根纖維，必要時(shí)可以用放大鏡配合取樣。 成都XX新能源有限公司 編制13 投資XX科技產(chǎn)業(yè)園碳纖維材料可行性研究報(bào)告 測(cè)試： 測(cè)試程序與儀器型號(hào)有關(guān)系。不同儀器型號(hào)其測(cè)試過(guò)程不同。 面分別用兩種LLY06E、LLY06型單纖維強(qiáng)力儀的操作過(guò)程加以說(shuō) 明。 例如：25mm、50mm。 按試驗(yàn)要求設(shè)定試驗(yàn)拉伸速度（1～5）mm/min，本實(shí)驗(yàn)?。?mm/min，如果采用松香固定試樣時(shí)，上、下夾持器夾持試樣時(shí)要離 開(kāi)“焊點(diǎn)” 被測(cè)試樣的一端夾持在電子式碳纖維強(qiáng)力儀的上夾持器上， 另一端夾持在下夾持器上。采用恒定的拉伸速度拉伸試樣，直至試樣 斷裂。記錄單次值的斷裂強(qiáng)力和斷裂伸長(zhǎng)等技術(shù)指標(biāo)，試驗(yàn)結(jié)束后儀 器自動(dòng)給出所有技術(shù)指標(biāo)的統(tǒng)計(jì)值。和PC機(jī)聯(lián)機(jī)可獲得實(shí)時(shí)曲線(xiàn)， 便于分析技術(shù)數(shù)據(jù)。、氣動(dòng)夾緊的拉伸試驗(yàn)（LLY06E型） 將上述準(zhǔn)備好
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