Djippe analyze fan koalstoffaseryndustry: hege groei, brede romte fan nije materialen en spoar fan hege kwaliteit

Koalstoffaser, bekend as de kening fan nije materialen yn 'e 21e ieu, is in ljochte pearel yn materialen.Koalstoffaser (CF) is in soarte fan anorganyske glêstried mei mear as 90% koalstofynhâld.Organyske fezels (viscose basearre, pitch basearre, polyacrylonitrile basearre fezels, ensfh) wurde pyrolysearre en karbonisearre op hege temperatuer om koalstofrêch te foarmjen.

As in nije generaasje fan fersterke glêstried hat koalstoffaser poerbêste meganyske en gemyske eigenskippen.It hat net allinich de ynherinte skaaimerken fan koalstofmaterialen, mar hat ek de sêftens en ferwurkberens fan tekstylfaser.Dêrom wurdt it in protte brûkt yn loftfeart, enerzjyapparatuer, ferfier, sport en rekreaasjefjilden

Ljochtgewicht: as in strategysk nij materiaal mei poerbêste prestaasjes, is de tichtheid fan koalstoffaser hast itselde as dy fan magnesium en beryllium, minder dan 1/4 fan dy fan stiel.It brûken fan koalstoffaserkomposit as struktureel materiaal kin it strukturele gewicht mei 30% - 40% ferminderje.

Hege sterkte en hege modulus: de spesifike sterkte fan koalstoffaser is 5 kear heger as dy fan stiel en 4 kear heger as dy fan aluminiumlegering;De spesifike modulus is 1,3-12,3 kear fan oare strukturele materialen.

Lytse útwreidingskoëffisjint: de termyske útwreidingskoëffisjint fan de measte koalstoffezels is negatyf by keamertemperatuer, 0 by 200-400 ℃, en mar 1,5 by minder as 1000 ℃ × 10-6 / K, net maklik te wreidzjen en te ferfoarmjen troch hege wurking temperatuer.

Goede gemyske corrosie ferset: koalstof fiber hat hege suvere koalstof ynhâld, en koalstof is ien fan de meast stabile gemyske eleminten, resultearret yn syn tige stabile prestaasjes yn soere en alkaline omjouwing, dat kin wurde makke yn alle soarten fan gemyske anty-corrosie produkten.

Sterke wurgensresistinsje: de struktuer fan koalstoffaser is stabyl.Neffens de statistiken fan polymeer netwurk, nei miljoenen syklussen fan stress wurgens test, de sterkte behâld taryf fan de gearstalde is noch altyd 60%, wylst dat fan stiel is 40%, aluminium is 30%, en glêstried fersterke plestik is mar 20 % – 25%.

Carbon fiber gearstalde is de re fersterking fan koalstoffaser.Hoewol't koalstoffaser kin brûkt wurde allinnich en spylje in spesifike funksje, it is na in bros materiaal.Allinich as it wurdt kombinearre mei it matrixmateriaal om koalstoffaserkomposit te foarmjen, kin it better spielje oan syn meganyske eigenskippen en mear loads drage.

Koalstoffezels kinne wurde klassifisearre neffens ferskate dimensjes lykas foarrinnertype, produksjemetoade en prestaasjes

Neffens it type foarrinner: polyacrylonitrile (Pan) basearre, pitch basearre (isotropysk, mesofase);Viscose basis (cellulose basis, rayon basis).Under harren, polyacrylonitrile (Pan) basearre koalstoffaser beslacht de mainstream posysje, en syn útfier goed foar mear as 90% fan 'e totale koalstof fiber, wylst viscose basearre koalstof fiber goed foar minder as 1%.

Neffens de produksjebetingsten en metoaden: koalstoffaser (800-1600 ℃), grafytfaser (2000-3000 ℃), aktivearre koalstoffaser, dampgroeide koalstoffiber.

Neffens de meganyske eigenskippen, it kin wurde ferdield yn algemien type en hege-optreden type: de sterkte fan algemien type koalstoffaser is oer 1000MPa, en de modulus is oer 100GPa;Type mei hege prestaasjes kin wurde ferdield yn type mei hege sterkte (sterkte 2000mPa, modulus 250gpa) en hege model (modulus 300gpa of mear), wêrby't de sterkte grutter dan 4000mpa ek wol ultra-hege sterkte-type wurdt neamd, en de modulus grutter dan 450gpa is neamd ultra-hege model.

Neffens de grutte fan tow, it kin wurde ferdield yn lytse tow en grutte tow: lytse tow koalstoffaser is benammen 1K, 3K en 6K yn 'e earste faze, en stadichoan ûntwikkele ta 12K en 24K, dy't benammen brûkt wurdt yn 'e loftfeart, sport en frije tiid fjilden.Carbon fezels boppe 48K wurde meastal neamd grutte tow koalstof fezels, ynklusyf 48K, 60K, 80K, ensfh, dy't benammen brûkt yn yndustriële fjilden.

Treksterkte en trekmodulus binne twa haadyndeksen om de eigenskippen fan koalstoffaser te evaluearjen.Op grûn dêrfan promulgearre Sina yn 2011 de nasjonale standert foar PAN basearre koalstoffaser (GB / t26752-2011). as referinsje.

1.2 hege barriêres bringe hege tafoege wearde.It ferbetterjen fan proses en it realisearjen fan massaproduksje kinne kosten signifikant ferminderje en effisjinsje ferheegje

1.2.1 de technyske barriêre fan 'e yndustry is heech, de foarrinnerproduksje is de kearn, en de karbonisaasje en oksidaasje is de kaai

It produksjeproses fan koalstoffaser is kompleks, wat hege apparatuer en technology fereasket.De kontrôle fan krektens, temperatuer en tiid fan elke keppeling sil de kwaliteit fan it definitive produkt sterk beynfloedzje.Polyacrylonitrile koalstof fiber is wurden de meast wiidferspraat brûkte en de heechste útfier koalstof fiber op it stuit fanwege syn relatyf ienfâldige tarieding proses, lege produksje kosten en handige beskikking fan trije ôffalstoffen.De wichtichste grûnstof propaan kin wurde makke fan rûge oalje, en de PAN koalstoffaser yndustry keten omfettet in folslein produksjeproses fan primêre enerzjy oant terminal applikaasje.

Nei propaan waard taret út rûge oalje, propylene waard krigen troch selektive katalytyske dehydrogenation (PDH) fan propaan;

Acrylonitril waard krigen troch ammoxidation fan propylene.Polyacrylonitrile (Pan) foarrinner waard krigen troch polymerization en spinnen fan acrylonitrile;

Polyacrylonitrile is pre oxidized, carbonized by lege en hege temperatuer te krijen koalstof fiber, dat kin wurde makke yn koalstof fiber stof en koalstof fiber prepreg foar de produksje fan koalstof fiber composites;

Koalstoffaser wurdt kombinearre mei hars, keramyk en oare materialen om koalstoffaserkompositen te foarmjen.Uteinlik wurde de definitive produkten foar streamôfwerts tapassingen krigen troch ferskate mouldingsprosessen;

De kwaliteit en prestaasjesnivo fan foarrinner bepale direkt de definitive prestaasjes fan koalstoffaser.Dêrom wurde it ferbetterjen fan de kwaliteit fan spinnende oplossing en it optimalisearjen fan de faktoaren fan foarrinnerfoarming de kaaipunten fan it tarieden fan heechweardige koalstoffaser.

Neffens "Undersyk op produksjeproses fan polyacrylonitrile basearre koalstoffaserfoarrinner", omfettet spinproses benammen trije kategoryen: wiet spinnen, droech spinnen en droech wiet spinnen.Op it stuit wurde wiet spinnen en droech wiet spinnen benammen brûkt om polyacrylonitrile foarrinner yn binnen- en bûtenlân te produsearjen, wêrby't wiet spinnen it meast brûkt wurdt.

Wet spinning extrudes earst de spinnende oplossing út de spinneret gat, en de spinne oplossing komt yn 'e coagulation bad yn' e foarm fan lytse stream.De draaiende meganisme fan polyacrylonitrile spinnen oplossing is dat der in grutte gat tusken de konsintraasje fan DMSO yn spinnen oplossing en coagulation bad, en der is ek in grutte gat tusken de konsintraasje fan wetter yn coagulation bad en polyacrylonitrile oplossing.Under de ynteraksje fan de boppesteande twa konsintraasje ferskillen, de floeistof begjint te diffúsje yn twa rjochtingen, en úteinlik condenses yn filaments troch massa oerdracht, waarmte oerdracht, faze lykwicht beweging en oare prosessen.

By de produksje fan foarrinner, de oerbleaune hoemannichte DMSO, glêstried grutte, monofilament sterkte, modulus, elongation, oalje ynhâld en siedend wetter krimp wurden de kaai faktoaren fan ynfloed op de kwaliteit fan foarrinner.Troch it oerbliuwende bedrach fan DMSO as foarbyld te nimmen, hat it ynfloed op 'e skynbere eigenskippen fan foarrinner, trochsneedstatus en CV-wearde fan it definitive koalstoffaserprodukt.Hoe leger it oerbliuwende bedrach fan DMSO, hoe heger de prestaasjes fan it produkt.Yn produksje wurdt DMSO benammen fuorthelle troch waskjen, dus hoe't jo de wastemperatuer, tiid, de hoemannichte ûntsalt wetter en de hoemannichte wasksyklus kinne kontrolearje, wurdt in wichtige skeakel.

Hege kwaliteit polyacrylonitrile foarrinner moat hawwe de folgjende skaaimerken: hege tichtheid, hege crystallinity, passende sterkte, circular dwerstrochsneed, minder fysike defekten, glêd oerflak en unifoarm en dichte hûd kearn struktuer.

Temperatuerkontrôle fan karbonisaasje en oksidaasje is de kaai.Karbonisaasje en oksidaasje is in essensjele stap yn 'e produksje fan einprodukten fan koalstoffaser út foarrinner.Yn dizze stap moatte de krektens en it berik fan temperatuer sekuer wurde regele, oars sil de treksterkte fan koalstoffaserprodukten signifikant beynfloede wurde, en sels liede ta draadbreuk

Preoxidaasje (200-300 ℃): yn it preoxidaasjeproses wurdt de PAN-foarrinner stadich en myld oksideare troch in bepaalde spanning yn 'e oksidearjende sfear oan te bringen, en foarmje in grut oantal ringstruktueren op basis fan' e rjochte ketting fan 'e pan, sadat berikke it doel fan wjerstean hegere temperatuer behanneling.

Carbonization (maksimum temperatuer net leger as 1000 ℃): carbonization proses moat wurde útfierd yn inerte sfear.Yn it iere stadium fan karbonisaasje brekt de panketting en begjint de crosslinking-reaksje;Mei de tanimming fan temperatuer begjint de thermyske ûntbining reaksje in grut oantal lytse molekule gassen frij te meitsjen, en de grafytstruktuer begjint te foarmjen;Doe't de temperatuer fierder tanaam, naam de koalstof ynhâld hurd ta en begûn de koalstoffaser te foarmjen.

Graphitization (behanneling temperatuer boppe 2000 ℃): grafitization is net in needsaaklik proses foar koalstof fiber produksje, mar in opsjoneel proses.As hege elastyske modulus fan koalstoffaser wurdt ferwachte, is grafitisaasje nedich;As hege sterkte fan koalstoffaser wurdt ferwachte, is grafitisaasje net nedich.Yn de grafitization proses, hege temperatuer makket de glêstried foarmje in ûntwikkele grafyt gaas struktuer, en de struktuer wurdt yntegrearre troch tekening te krijen it úteinlike produkt.

Hege technyske barriêres jouwe de streamôfwerts produkten in hege tafoege wearde, en de priis fan kompositen foar loftfeart is 200 kear heger as dy fan rauwe seide.Fanwege de hege muoite fan koalstoffaser tarieding en komplekse proses, hoe mear streamôfwerts de produkten, hoe heger de tafoege wearde.Benammen foar de hege ein fan koalstoffaserkompositen dy't brûkt wurde yn 'e loftfeartfjild, om't de streamôfwerts klanten tige strange easken hawwe oan har betrouberens en stabiliteit, toant de produktpriis ek in geometryske meardere groei yn fergeliking mei de gewoane koalstoffaser.


Post tiid: Jul-22-2021