聚丙烯腈基碳纤维发展简史及生产应用概述.doc

聚丙烯***基碳纤维发展简史
及生产应用概述
姓名:
学院:
学号:
日期:
目录
引言 5
一、碳纤维的发展史 5
碳纤维的先驱——斯旺和爱迪生 5
碳纤维的三大原料路线 5
聚丙烯***碳纤维的发明者――近藤昭男 6
从日本东丽公司碳纤维发展历程看PAN基原丝的重要性 6
我国研制PAN基碳纤维的历程 6
二、聚丙烯***基碳纤维概要 7
聚丙烯***纤维的形态结构 7
聚丙烯***纤维的性能特征 7
聚丙烯***纤维的纺丝技术 9
聚丙烯***基纤维的制备 9
三、聚丙烯***基碳纤维的生产工艺 10
基纤维—聚丙烯***的生产工艺流程 10
聚丙烯***共聚物的制备 10
聚丙烯***纤维的纺丝与牵伸 11
PAN 基碳纤维生产工艺流程 11
工艺设备的选配及布置 12
四、聚丙烯***基碳纤维的应用及相关标准 14
聚丙烯***基碳纤维的主要应用 14
航空航天 14
文体和医疗用品 14
一般工业 14
聚丙烯***基碳纤维的相关标准 15
五、聚丙烯***基碳纤维制备成本构成分析及其控制 15
年产500tPAN基碳纤维生产成本构成及规模效益成本分析 15
PAN原丝生产成本构成 16
碳纤维生产成本构成 16
规模效益成本预测及分析 16
降低碳纤维生产成本控制措施的探讨 18
工艺改进,提高产品产量与品质 18
能源综合利用,降低生产成本 18
生产设备国产化,降低一次性设备(固定资产)投入 19
六、国内外聚丙烯***基碳纤维的发展现状 19
国外PAN基碳纤维成产现状 19
全球碳纤维的发展态势 20
我国与世界PAN基碳纤维科研技术先进国家之间的比较 20
我国PAN基碳纤维的历程 20
东丽公司T300与国产GCF的性能对比 21
参考文献 23
聚丙烯***基碳纤维发展简史及生产应用概述
摘要:
聚丙烯***基碳纤维为人造合成纤维,是一种力学性能优异的新材料,在航空航天、建筑、体育、汽车、医疗等领域得到广泛的应用。生产碳纤维采用特殊组分且性能优异的专用PAN基纤维即PAN原丝。本文简要介绍聚丙烯***碳纤维的发展历史,国内外PAN基碳纤维的发展概况和现状,PAN基碳纤维的应用及相关标准,重点介绍PAN基碳纤维的结构、性能、纺丝、制备等技术,重点分析聚丙烯***基碳纤维制备成本构成及其控制,就国内外聚丙烯***基碳纤维的发展现状作简要概述,并针对国内碳纤维生产发展上的一些问题作简要分析。
关键字:聚丙烯***碳纤维生产工艺发展
引言
碳纤维是一种比强度、比模量高的增强型和功能型新型纤维材料, 是在世纪年代迅速发展起来的高科技产品。它具有密度低、耐热、耐化学腐蚀、耐摩擦、耐热冲击性能和导电、导热、抗辐射、良好的阻尼、减震、降噪等一系列综合性能, 作为纤维它还具有柔软性和可编、可纺织性, 特别突出的是它的高比强度和高比模量两大特性, 使得它被广泛应用于航空航天、国防军事等尖端领域以及高级体育用品、医疗器械等民用用途。近年来随着应用领域的技术开发, 碳纤维的价格降低, 使碳纤维的一般工业用途尤其是作为复合增强材料更取得了新的进展与突破, 还会得到迅猛的发展。
制备碳纤维的前驱体有很多, 可以用粘胶纤维、沥青、聚丙烯腊、聚乙烯醇、木质素、聚***乙烯、酚醛树脂、聚苯并噬哇等为原料,但到目前为止, 取得工业规模生产的仅仅有聚丙烯睛、粘胶和沥青种, 其中聚丙烯睛基碳纤维综合性能最好, 产量占以上沥青基碳纤维在强度等性能方面稍差, 但成本较低,也有一定的需求粘胶基碳纤维生产工艺复杂, 碳化收率低, 成本高, 一般仅限于军事领域高技术产品应用。碳纤维按性能可以分为高强度、高模量碳纤维、活性炭纤维和离子交换碳纤维。
一、碳纤维的发展史
碳纤维的先驱——斯旺和爱迪生
碳纤维的起源可追溯到19世纪60年代,1860年,英国人约瑟夫·斯旺用碳丝制作灯泡的灯丝早于美国人爱迪生。,同时他的利用挤压纤维素成纤技术为后来合成纤维的问世起到了启迪作用。
爱迪生解决了碳丝应用与白炽灯的灯丝问题,他发明的电灯,这也是碳丝第一次得到了实际应用。1910年库里奇发明了拉制钨丝取代了碳丝作为灯丝,从此碳丝的研制工作停止了下来。指导了20世纪50年代碳丝的研制又重新出现在现在的材料科学的舞台上,但研究的目的是为了解决战略武器的耐高温和耐烧耐腐蚀材料,