高性能碳纖維材料項目可行性研究報告書(編輯修改稿)
2025-06-03 22:42 本頁面
【文章內容簡介】 ） c、石墨化過程（大于2500℃） 工藝流程如下： 粘膠絲 水洗 酸洗 干燥 炭化 表面處理 浸漬催化劑 干燥 干燥 上漿 預氧化 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科技產業(yè)園碳纖維材料可行性研究報告 粘膠基碳纖維產量不足世界碳纖維總產量的1%。它雖然不會有 大的發(fā)展，但也不會被徹底淘汰出局。在碳纖維領域仍會占有一席之 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代產品，我國有許多生產 廠，如山西東綠活性碳纖維廠、山西省長治市郊區(qū)霍家工業(yè)總司活性 碳纖維廠、鞍山市化學碳纖維公司、遼源化工新材料廠、秦皇島山海 關金龍環(huán)保材料廠、 限公司以及XX市活性碳纖維廠等。 生產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，但生產工藝基本相似，需經前處 理或穩(wěn)定化、炭化和活化工序。生產原理完全不同于碳纖維。生產活 性碳纖維的過程盡可能造孔，使其具有多孔結構，而生產碳纖維則不 同，盡可能消除孔隙裂紋或孔洞。5 、氣相生長碳纖維 氣相生長碳纖維（VGCF）和螺旋形碳纖維(CCF)屬于功能型碳纖 維。 氣相生長碳纖維（VGCF）以低碳烴類為碳源，過渡金屬鐵、鈷、 鎳等及其他們的合金、化合物等超細離子為催化劑，在氫氣還原性氣 成都XX新能源有限公司 編制10投資XX科技產業(yè)園碳纖維材料可行性研究報告 氛中使其烴類熱解（1100℃左右）成碳而制得纖維狀產物。 螺旋形碳纖維(CCF)的生成過程中，催化劑是基礎，助催化劑是 必備條件，如果沒有助催化劑的存在，則生成VGCF。催化劑是過渡 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，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 碳化制得；按狀態(tài)分為長絲、短纖維和短切纖維；按力學性能分為通 用型和高性能型。通用型碳纖維強度為1000兆帕（MPa） 100GPa左右。高性能型碳纖維又分為高強型（強度2000MPa、模量250GPa）和高模型（模量300GPa以上） 超高強型；模量大于450GPa的稱為超高模型。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（預氧化） 等4個過程。其間伴隨的化學變化包括：脫氫、環(huán)化、預氧化、氧化 及脫氧等。 成都XX新能源有限公司 編制11投資XX科技產業(yè)園碳纖維材料可行性研究報告 第四章 測試研究數(shù)據(jù)來源 一、測試與標準碳纖維的拉伸性能測試分單絲法和復絲法。 下面首先對于單絲法拉伸予以描述： 非常脆弱，剪切強度很低，稍有不慎就會斷裂，因此在每次試驗過程 中，需要細心、耐心，不要對試樣造成損傷。國際標準ISO11566《碳 纖維 單纖試樣的測定》和日標JIS R7601《碳纖維試驗方法》指出了 采用紙框法固定試樣，當然也不排除其他方法。中國的方法標準正在 制定中， 曲阜師范大學的張小英、張斌在2007年《紡織標準與質量》發(fā)表了 《碳纖維拉伸性能的測試方法》 《紡織實驗技術》 《實驗十五 碳纖維強伸性能測試》等文章。單纖維強伸性能試驗要 采用能測試碳纖維的高強高模纖維強力儀，如CRE型碳纖維強力機 （LLY06E型電子碳纖維強力儀外觀如圖所示） (LLY06E 型電子碳纖維強力儀) 成都XX新能源有限公司 編制12投資XX科技產業(yè)園碳纖維材料可行性研究報告 試樣制備 紙框法固定試樣，剪取適當長度的該碳纖維試驗樣品，用鋼針沿著纖 維方向將其分離，使試驗樣品蓬松便于抽取。用取樣盤來盛取試樣， 為保證測得結果的準確性，不能對碳纖維造成任何損傷。采用國外標 準制作襯紙很麻煩， 的方法。 ； 劃出一個尺寸合適的框，復制滿A4紙打?。▓D2是25mm隔距拉伸 尺寸。若50mm隔距拉伸時，裁切線的長度應增加一倍） 裁切線吻合后用刀片沿裁切線將實 線部分裁除，然后兩端貼上5mm寬 的雙面膠紙；抽取分離的單根碳纖維 試驗樣品，沿中心虛線放上，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”起到固定單根碳 纖維的作用（試驗證明：采用“焊接”方式沒有雙面膠紙固定方式好 用，而且夾持試樣時要離開“焊點” ；再用8～10mm寬的紙條， 沿著裁切線寬度方向覆蓋雙面膠紙和試驗樣品端頭， 離成固定在單個紙框上的待測試樣。注意 碳纖維的取樣比較困難， 尤其處理后的碳纖維，很細，也很難分辨是一根還是兩根，根據(jù)實驗 中曲線對比進行判斷如果記錄下的曲線斜率明顯大于其他試樣的很 有可能是兩根纖維，必要時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科技產業(yè)園碳纖維材料可行性研究報告 測試： 測試程序與儀器型號有關系。不同儀器型號其測試過程不同。 面分別用兩種LLY06E、LLY06型單纖維強力儀的操作過程加以說 明。 例如：25mm、50mm。 按試驗要求設定試驗拉伸速度（1～5）mm/min，本實驗?。?mm/min，如果采用松香固定試樣時，上、下夾持器夾持試樣時要離 開“焊點” 被測試樣的一端夾持在電子式碳纖維強力儀的上夾持器上， 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力和斷裂伸長等技術指標，試驗結束后儀 器自動給出所有技術指標的統(tǒng)計值。和PC機聯(lián)機可獲得實時曲線， 便于分析技術
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