高性能碳纤维

高性能碳纤维制备技术

时间:2020年01月18日 来源:中科院炭材料重点实验室

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项目简介

项目以二甲基亚砜为溶剂,丙烯腈及其它共聚单体经聚合、纺丝制得聚丙烯腈原丝,经过氧化、炭化、表面处理制得聚丙烯腈碳纤维。致力于研究系列牌号碳纤维制备过程的聚合、纺丝、氧化炭化等核心工艺和聚合反应器、高温炭化炉等关键设备技术,研究碳纤维及其中间产品的结构和性能测试表征技术和标准,研究纺丝油剂、碳纤维上浆剂等配套材料生产技术规范和产品标准,为高性能碳纤维产业化提供技术支撑。主要突破了聚丙烯腈树脂聚合反应工艺和工程化放大技术,聚丙烯腈原丝快速喷丝凝固成型技术,工程化氧化炉、炭化炉等关键设备设计和制造技术,制定了原丝油剂和碳纤维上浆剂等关键配套材料制备和生产规范,中间产品及碳纤维的表征技术及规范。

目前拥有1个工程技术研究中心(扬州碳纤维工程技术中心)、2个工艺试验研究平台(山西煤化所中试基地),拥有丙烯腈纯化、聚合、纺丝、预氧化、炭化、表面处理、上浆、干燥和收丝、石墨化全套实验设备及配套材料试验设备。已建成千吨级T300、百吨级T70030吨级T800生产线,且运行稳定。

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主要设备及投资

?主要设备:精馏塔、聚合釜、脱单釜、脱泡釜、计量系统、喷丝系统、凝固浴槽、水洗槽、牵伸机组、致密化装置、上油系统、收丝机、送纱机、氧化炉、炭化炉、表面处理槽、导丝机等。

? 总投资:关键设备为非标设备且技术进口受限,因此需要自行设计、加工。

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产品应用领域及市场前景

聚丙烯腈碳纤维具有质轻、高强度、高模量、导电、导热、耐高温、耐腐蚀、抗冲刷及溅射等优点,广泛应用于风力发电叶片、桥梁加固、道路施工、医疗器械、运动器械、海洋油田、通信电缆、电子元件、化学化工、汽车工业、新型卫星、导弹、宇宙飞船、雷达、火箭、航天飞机、战斗机和核武器等。

2007年我国碳纤维产量为250吨,2009年产量已达到1000吨,2010年我国碳纤维市场消耗量为6500吨。预计2015年产量将达到1万吨,消耗量将达到2万吨左右,生产远远不能满足消费需求。

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合作形式

专利技术实施或共同开发。

作者:炭室

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