湖北加固公司了解碳纤维及复合材料生产技术

了解碳纤维及复合材料生产技术

碳纤维分为PAN基碳纤维、粘胶基碳纤维和沥青基碳纤维，其间PAN基碳纤维市场占有率逾越90%，其出产流程包含纤维纺丝，预氧化、碳化，复合成型和回收运用等流程。

　　原丝出产技术现状

　　原丝的高纯化、高强化、致密化以及外表光洁是制备高功用碳纤维的首要条件。在PAN基碳纤维出产中，原丝约占总本钱的50%～60%，原丝质量既影响碳纤维的质量，又制约其出产本钱。

碳纤维布

　　原丝出产包含聚合和纺丝。原丝聚合是丙烯腈和第二单体、第三单体在引发剂作用下进行共聚反应，生成PAN纺丝液。日本东丽选用AIBN(偶氮二异丁腈)作引发剂，二甲基亚砜(DMSO)作溶剂，DMSO+AIBN体系仰仗其操作安全和高质量商品，成为碳纤维丙烯腈聚合的干流方法。PAN基碳纤维原丝经过湿法和干喷湿纺纺丝技术制作。湿法纺丝是碳纤维出产遍及选用的方法，其技术老到，易工程化，所得原丝纤度均匀且纤维外表沟槽结构易于后道复合加工;干喷湿纺是将干法和湿法联络的新方法，可完结高品质原丝的细纤化和均质化，纺丝速度是湿法纺丝的5～10倍，是高功用原丝出产最佳方法之一。东丽、三菱丽阳，美国赫氏和韩国晓星都具有干喷湿纺纺丝技术，中国中复神鹰、中油吉化等少量公司把握干喷湿纺T700级碳纤维原丝出产技术，但商品的稳定性有待前进。

　　碳纤维的出产技术现状

　　原丝经预氧化、碳化和后处理等技术制得碳纤维。预氧化是纤维组织结构改变的过渡期间，在确保丝条均质化的前提下，缩短预氧化时间，可以下降出产本钱。碳化是纤维乱层石墨结构的成形期间，可使纤维强度大幅提高，碳化条件操控不当会形成纤维结构中有空地、裂纹等缺点，影响碳纤维功用。石墨化即高温下牵伸，使纤维由乱层石墨结构向三维石墨结构转化，前进碳纤维弹性模量。

　　碳化炉是制作碳纤维的关键设备，国产碳化炉发热体最高耐热温度1 400 ℃，而国外大规划高温碳化炉对中国施行出口束缚，中等规划碳化炉报价又很高，前进了国内碳纤维的制作本钱，导致国产碳纤维市场竞争力缺少，研发高强级碳纤维出产线的国产设备迫在眉睫。

　　碳纤维增强复合材料技术现状

　　碳纤维增强复合材料是以碳纤维及织物为增强体、树脂为基体制成，其代表是以三维编织物为增强体，选用树脂传递模塑技术(RTM)进行浸胶固化而成的三维编织复合材料。三维编织技术具有较强的仿形编织才能，可以完结凌乱结构的整体编织，常用编织技术有四步法、二步法及多层联锁编织技术。四步法操作灵活性强，编织物整体结构好，但编织速度较慢，对设备请求较高;二步法编织简略，易完结自动化，适宜编织较厚制件，但其执行机构以间断的离散方法运动;多层联锁编织技术编织的织物机械功用好，设备可平稳连续作业，但不易完结自动化出产。现在可满意大而厚预制件编织需求的大型三维编织机不多，规划与研发高水平的三维编织机仍是极力的方向。

　　三维编织完结了增强材料的整体成型，而RTM技术恰是适于整体成型的技术方法。RTM技术是将液态树脂写入闭合模具中滋润增强材料并固化成型的技术方法，是挨近终究形状部件的出产方法，底子无需后续加工。由于其效率高、能耗低、技术适应性强等长处，适合多种类、高质量的抢先复合材料加工。RTM-三维编织复合材料是完全整体结构，与传统复合材料比较，具有较高的损害容限、强度和模量，为复合材料运用于承力结构件，特别是运用于航天航空等领域供给了广大远景。

　　碳纤维增强复合材料回收运用现状

　　回收运用碳纤维可下降能耗、节约能源，首要方法有高温热解法、流化床分解法和超/亚临界流体法。高温热解法是在高温下使复合材料降解，回收的碳纤维力学功用下降崎岖较大，影响碳纤维再运用，是现在仅有商业化运营的回收方法;流化床热分解法选用高温空气热流对复合材料进行高温热分解，通常用旋风分离器来获得外表洁净的碳纤维，由于受高温、砂粒磨损的影响，碳纤维长度变短、力学功用下降，影响回收碳纤维的运用规划;超/亚临界法是运用液体在临界点附近具有高活性和高溶解性等功用来分解复合材料，最大极限地保存碳纤维的初始功用，由于其一起的优越性，遭到产业界高度重视，将可能成为碳纤维首要回收方法之一，现在大都回收技术仍停留在实验期间，商业化路程绵长。