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高性能纖維低成本製造技術

本期沙龍重點圍繞碳纖維的“低成本、穩定性製備”及“產業化應用”兩個關鍵詞進行了討論。北京化工大學碳纖維工程與技術研究室主任、SAMPE北京分會常務理事劉傑教授出席了本次活動,北京化工大學材料科學與工程學院王曉旭副教授、中科院寧波材料所陳友研究員、中復神鷹碳纖維有限公司楊瑞工程師、北汽集團新技術研究院輕量化技術部尚紅波高級工程師、精功科技有限公司衛國軍副總經理做了專題分享,碳纖製造企業、研究院所及高性能纖維應用單位近30名代表參加了沙龍討論。由於這幾年大家對健康意識的提高,也讓越來越多的運動型產品進入我們的生活裡面,比如最常見的心跳錶就是其中一個常見的高科技產品,除了監測我們的心跳頻率之外還可以監測到我們的身體問題。

王曉旭副教授介紹了北京化工大學國家碳纖維工程技術中心在高性能低成本碳纖維製備的研究進展:1、從構建新技術理論體係的角度講解了通過輻照引發自由基聚合進行紡絲,跳過現有預氧化的工序采用微波快速碳化及等離子體表麵處理完成高性能碳纖維快速、低成本製備的思路。2、通過對現有的大絲束碳纖維原絲輻照30秒的方法,達到放熱峰大幅提前且變平緩的目的,從而縮短預氧化的時間。3、通過靜電紡絲的方法得到納米級碳纖維原絲,減小單根纖維缺陷的概率,進一步提升碳纖維的強度。4、通過3D打印製造技術降低碳纖維加工製造成本。5、通過納米改性高性能纖維復合材料的方法提高碳纖維綜合強度、模量和抗疲勞性能。

陳友研究員從分子結構設計的角度講解了采用功能化引發劑調控端基結構改善自由基聚合競聚率不同導致的PAN熱性能差異:1、可提高PAN均聚物環化程度,使聚合產物的熱穩定化性能趨於一致。2、采用適用的PAN分子量,有助於兼顧最終碳纖維性能和熱穩定化行為一致性。3、經過端基改性的PAN在快速預氧化時有望獲得更加均勻的結構。

中復神鷹碳纖維有限公司楊瑞工程師介紹了中復神鷹公司目前碳纖維產能及產量情況:現擁有4條聚合線,6條原絲線及10條碳化線。現原絲產能13000噸/年,碳纖維產能6000噸/年,現有開通的生產線年產量在3000噸左右。指出目前PAN基原絲成本占碳纖維成本的70%左右,通過降低原絲製造成本可有效控製碳纖維製造成本。並介紹神鷹公司目前采取的降本措施:1、通過生產大絲束碳纖維降低製造成本,神鷹公司今年已完成24K碳纖維試製工作。2、幹噴濕紡原絲線速突破提升至400m/min,是濕紡的4倍以上(東麗的幹噴濕紡線速達到了700m/min)。3、采用快速預氧化技術,將預氧化時間縮短至34min。

精功科技有限公司衛國軍副總經理從碳纖維製造設備角度介紹了低成本化的進展:1、提高裝備製造的國產化率,降低固定資產投入。2、提高生產線走絲速度、延長單次生產運行周期。(設計生產線單次運行周期45天,走絲速度12-15m/min)3、提高采用揄チ羅拉ェ度、預熱回收技術降低碳纖維生產單位能耗。如果你是運動愛好者,同時佩戴 Android Wear 和 Fitness Tracker,著名運動追蹤產品生產商Polar日前發表的 Polar M600 智能手錶就可以幫你減輕負擔。

北汽集團新技術研究院輕量化技術部尚紅波高級工程師介紹了汽車輕量化的技術發展背景以及碳纖維搴ュ復合材料在汽車行業的應用現狀。指出:1、高昂的價格製約了碳纖維在汽車行業的發展,亟需開發低成本的碳纖維搴ュ復合材料生產技術。2、碳纖維復合材料需要開發快速成型的自動化製造技術以適應汽車行業的生產節拍。3、需要解決碳纖維搴ュ復合材料的維修及回收問題。

專題分享結束後與會人員就非PAN基原絲的製備、瀝青基碳纖維的應用方向、碳纖維搴ュ復合材料標準化產品製造等話題進行了熱烈的討論,劉傑教授在活動總結中指出:不同的產品有不同的性能要求及定位。碳纖維作為搴ュ體材料應用在復合材料產品中要根據產品的行業特點和性能要求選用適合的材料,並通過優化設計、自動化加工製造進一步降低復材產品的製造成本。現代科學的發展很大程度上在於交叉學科的創新,過去四十年國內碳纖維行業一直處於跟蹤國際先進技術的地位,隨著科學技術的進步及創新,希望國內碳纖維行業有機會趕超國際先進水平。

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纖維. 高性
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