Karbonfibro, konata kiel la reĝo de novaj materialoj en la 21-a jarcento, estas brila perlo en materialoj.Karbonfibro (CF) estas speco de neorganika fibro kun pli ol 90% karbonenhavo.Organikaj fibroj (viskozbazitaj, tonalto bazitaj, poliakrilonitrilaj bazitaj fibroj, ktp.) estas piroligitaj kaj karbonigitaj ĉe alta temperaturo por formi karbonan spinon.
Kiel nova generacio de plifortigita fibro, karbonfibro havas bonegajn mekanikajn kaj kemiajn ecojn.Ĝi ne nur havas la proprajn trajtojn de karbonaj materialoj, sed ankaŭ havas la molecon kaj preceblecon de tekstila fibro.Sekve, ĝi estas vaste uzata en aerospaco, energia ekipaĵo, transportado, sportoj kaj libertempaj kampoj
Malpeza pezo: kiel strategia nova materialo kun bonega rendimento, la denseco de karbona fibro estas preskaŭ la sama kiel tiu de magnezio kaj berilio, malpli ol 1/4 de tiu de ŝtalo.Uzi karbonfibro-kunmetaĵon kiel strukturan materialon povas redukti la strukturan pezon je 30% - 40%.
Alta forto kaj alta modulo: la specifa forto de karbona fibro estas 5 fojojn pli alta ol tiu de ŝtalo kaj 4 fojojn pli alta ol tiu de aluminia alojo;La specifa modulo estas 1.3-12.3 fojojn de aliaj strukturaj materialoj.
Malgranda ekspansio-koeficiento: la termika ekspansio-koeficiento de la plej multaj karbonfibroj estas negativa ĉe ĉambra temperaturo, 0 ĉe 200-400 ℃, kaj nur 1,5 ĉe malpli ol 1000 ℃ × 10-6 / K, ne facile vastigebla kaj misformebla pro alta funkciado. temperaturo.
Bona kemia koroda rezisto: karbonfibro havas altan puran karbonenhavon, kaj karbono estas unu el la plej stabilaj kemiaj elementoj, rezultigante sian tre stabilan agadon en acida kaj alkala medio, kiu povas esti farita en ĉiajn kemiajn kontraŭ-korodajn produktojn.
Forta lacecrezisto: la strukturo de karbona fibro estas stabila.Laŭ la statistiko de polimera reto, post milionoj da cikloj de streĉa laceco-testo, la fortika reteno-procento de la kunmetaĵo estas ankoraŭ 60%, dum tiu de ŝtalo estas 40%, aluminio estas 30%, kaj vitra fibro plifortigita plasto estas nur 20. % – 25%.
Karbonfibro-kunmetaĵo estas la refortigo de karbonfibro.Kvankam karbonfibro povas esti uzata sole kaj ludi specifan funkcion, ĝi ja estas fragila materialo.Nur kiam ĝi estas kombinita kun la matrica materialo por formi karbonfibran komponaĵon, ĝi povas doni pli bonan ludon al siaj mekanikaj trajtoj kaj porti pli da ŝarĝoj.
Karbonfibroj povas esti klasifikitaj laŭ malsamaj dimensioj kiel antaŭtipo, produktadmetodo kaj efikeco
Laŭ la speco de antaŭulo: poliakrilonitrilo (Pan) bazita, tonalto bazita (izotropa, mezofazo);Viskoza bazo (celuloza bazo, rajona bazo).Inter ili, karbonfibro bazita en poliakrilonitrilo (Pan) okupas la ĉefan pozicion, kaj ĝia eligo okupas pli ol 90% de la tuta karbonfibro, dum viskoza karbonfibro okupas malpli ol 1%.
Laŭ la fabrikaj kondiĉoj kaj metodoj: karbonfibro (800-1600 ℃), grafita fibro (2000-3000 ℃), aktivigita karbonfibro, vaporkreskita karbonfibro.
Laŭ la mekanikaj propraĵoj, ĝi povas esti dividita en ĝeneralan tipon kaj alt-efikan tipon: la forto de ĝenerala tipo karbonfibro estas ĉirkaŭ 1000MPa, kaj la modulo estas ĉirkaŭ 100GPa;Alta rendimenta tipo povas esti dividita en alta forto-tipo (forto 2000mPa, modulo 250gpa) kaj alta modelo (modulo 300gpa aŭ pli), inter kiuj la forto pli granda ol 4000mpa estas ankaŭ nomita ultra-alta forto tipo, kaj la modulo pli granda ol 450gpa estas. nomita ultra-alta modelo.
Laŭ la grandeco de stupo, ĝi povas esti dividita en malgrandan stupon kaj grandan stupon: malgranda stupo karbonfibro estas ĉefe 1K, 3K kaj 6K en la komenca etapo, kaj iom post iom evoluis en 12K kaj 24K, kiu estas ĉefe uzata en aerospaco, sporto. kaj libertempaj kampoj.Karbonfibroj super 48K estas kutime nomitaj grandaj stupaj karbonfibroj, inkluzive de 48K, 60K, 80K, ktp., kiuj estas plejparte uzitaj en industriaj kampoj.
Tirezo kaj streĉa modulo estas du ĉefaj indeksoj por taksi la ecojn de karbonfibro.Surbaze de tio, Ĉinio promulgis la nacian normon por PAN bazita karbonfibro (GB / t26752-2011) en 2011. Samtempe, pro la absoluta gvida avantaĝo de Toray en la tutmonda karbonfibrindustrio, la plej multaj hejmaj produktantoj ankaŭ adoptas la klasifiknormon de Toray. kiel referenco.
1.2 altaj baroj alportas altan aldonvaloron.Plibonigi procezon kaj realigi amasproduktadon povas signife redukti koston kaj pliigi efikecon
1.2.1 la teknika baro de la industrio estas alta, la antaŭproduktado estas la kerno, kaj la karboniĝo kaj oksigenado estas la ŝlosilo
La produktada procezo de karbona fibro estas kompleksa, kio postulas altan ekipaĵon kaj teknologion.La kontrolo de precizeco, temperaturo kaj tempo de ĉiu ligo multe influos la kvaliton de la fina produkto.Poliakrilonitrila karbonfibro fariĝis la plej vaste uzata kaj la plej alta eligo de karbonfibro nuntempe pro ĝia relative simpla preparprocezo, malalta produktadkosto kaj oportuna forigo de tri rubaĵoj.La ĉefa krudmaterialo propano povas esti farita el kruda petrolo, kaj la PAN-karbonfibra industriĉeno inkluzivas kompletan produktadprocezon de primara energio ĝis fina aplikaĵo.
Post kiam propano estis preparita el nafto, propileno estis akirita per selektema kataliza dehidrogenado (PDH) de propano;
Akrilonitrilo estis akirita per amooksidado de propileno.Poliakrilonitrilo (Pan) antaŭulo estis akirita per polimerigo kaj turnado de akrilonitrilo;
Poliakrilonitrilo estas antaŭ oksidita, karbonigita ĉe malalta kaj alta temperaturo por akiri karbonfibro, kiu povas esti farita en karbonfibroŝtofo kaj karbonfibro prepreg por la produktado de karbonfibro-kunmetaĵoj;
Karbonfibro estas kombinita kun rezino, ceramikaĵo kaj aliaj materialoj por formi karbonfibrkunmetaĵojn.Fine, la finaj produktoj por kontraŭfluaj aplikoj estas akiritaj per diversaj muldaj procezoj;
La kvalito kaj rendimentnivelo de antaŭulo rekte determinas la finan agadon de karbonfibro.Sekve, plibonigi la kvaliton de turnada solvo kaj optimumigi la faktorojn de antaŭformado fariĝas la ŝlosilaj punktoj de preparado de altkvalita karbonfibro.
Laŭ "Esplorado pri produktada procezo de poliakrilonitrilo bazita karbonfibro antaŭulo", ŝpinada procezo ĉefe inkluzivas tri kategoriojn: malseka ŝpinado, seka ŝpinado kaj seka malseka ŝpinado.Nuntempe, malseka ŝpinado kaj seka malseka ŝpinado estas ĉefe uzataj por produkti poliakrilonitrilan antaŭulon hejme kaj eksterlande, inter kiuj malseka ŝpinado estas la plej vaste uzata.
Malseka ŝpinado unue eltrudas la ŝpinan solvon el la ŝpinita truo, kaj la ŝpinadsolvo eniras la koagulbanon en formo de malgranda fluo.La ŝpina mekanismo de poliakrilonitrila ŝpina solvo estas, ke estas granda interspaco inter la koncentriĝo de DMSO en ŝpina solvaĵo kaj koagula bano, kaj ankaŭ estas granda interspaco inter la koncentriĝo de akvo en koagula bano kaj poliakrilonitrila solvo.Sub la interago de ĉi-supraj du koncentriĝdiferencoj, la likvaĵo komencas disvastigi en du direktoj, kaj finfine kondensiĝas en filamentojn per amastransigo, varmotransigo, faza ekvilibra movado kaj aliaj procezoj.
En la produktado de antaŭulo, la resta kvanto de DMSO, fibrograndeco, monofilamenta forto, modulo, plilongiĝo, oleoenhavo kaj ŝrumpado de bolanta akvo fariĝas la ŝlosilaj faktoroj influantaj la kvaliton de antaŭulo.Prenante la restan kvanton de DMSO kiel ekzemplon, ĝi havas influon sur la ŝajnaj trajtoj de antaŭulo, sekcŝtato kaj CV-valoro de la fina karbonfibroprodukto.Ju pli malalta la resta kvanto de DMSO, des pli alta la rendimento de la produkto.En produktado, DMSO estas ĉefe forigita per lavado, do kiel kontroli la lavtemperaturon, tempon, la kvanton de sensaligita akvo kaj la kvanton de lava ciklo fariĝas grava ligo.
Altkvalita poliakrilonitrila antaŭulo devus havi la sekvajn trajtojn: alta denseco, alta kristaleco, taŭga forto, cirkla sekco, malpli fizikaj difektoj, glata surfaco kaj unuforma kaj densa haŭto-kernstrukturo.
Temperatura kontrolo de karboniĝo kaj oksigenado estas la ŝlosilo.Karbonigo kaj oksigenado estas esenca paŝo en la produktado de finaj produktoj de karbonfibro el antaŭulo.En ĉi tiu paŝo, la precizeco kaj intervalo de temperaturo devas esti precize kontrolitaj, alie, la streĉa forto de karbonfibraj produktoj estos grave tuŝita, kaj eĉ kondukos al drato-rompo.
Preoksidado (200-300 ℃): en la antaŭoksida procezo, la antaŭulo PAN estas malrapide kaj milde oksidita aplikante certan streĉiĝon en la oksigena atmosfero, formante grandan nombron da ringaj strukturoj surbaze de la pato rekta ĉeno, tiel ke atingi la celon rezisti pli altan temperaturtraktadon.
Karbonigo (maksimuma temperaturo ne pli malalta ol 1000 ℃): karboniga procezo devas esti farita en inerta atmosfero.En la frua stadio de karboniĝo, la patoĉeno rompas kaj la krucliga reago komenciĝas;Kun la kresko de temperaturo, la reago de termika putriĝo komencas liberigi grandan nombron da malgrandaj molekulaj gasoj, kaj la grafita strukturo komencas formiĝi;Kiam la temperaturo pliiĝis, la karbonenhavo rapide pliiĝis kaj la karbonfibro komencis formiĝi.
Grafitigo (traktadotemperaturo super 2000 ℃): grafitigo ne estas necesa procezo por produktado de karbonfibro, sed laŭvola procezo.Se alta elasta modulo de karbonfibro estas atendita, grafitigo estas necesa;Se alta forto de karbonfibro estas atendita, grafitigo ne estas necesa.En la grafitiga procezo, alta temperaturo igas la fibron formi disvolvitan grafitan maŝstrukturon, kaj la strukturo estas integrita per desegnaĵo por akiri la finan produkton.
Altaj teknikaj baroj dotas la kontraŭfluajn produktojn per alta aldonvaloro, kaj la prezo de aviadaj kunmetaĵoj estas 200 fojojn pli alta ol tiu de kruda silko.Pro la alta malfacileco de karbonfibro-preparo kaj kompleksa procezo, ju pli laŭflue la produktoj, des pli alta la aldonvaloro.Precipe por la altnivelaj karbonfibraj komponaĵoj uzataj en la aerospaca kampo, ĉar la kontraŭfluaj klientoj havas tre striktajn postulojn pri ĝia fidindeco kaj stabileco, la produktoprezo ankaŭ montras geometrian multoblan kreskon kompare kun la ordinara karbonfibro.
Afiŝtempo: Jul-22-2021