碳纤维复合材料可研报告

碳纤维复合材料可研报告内容摘要：

水洗 酸洗 干燥 炭化 表面处理 浸渍催化剂 干燥 干燥 上浆 预氧化 收丝 由粘胶纤维热解制得的碳纤维的得率通常在 10～ 30%， 维制得的碳纤维，横截面形状大多不规则，一般呈树 叶状。 粘胶基碳 纤维主要用于耐烧蚀材料和隔热材料。 着其他碳纤维不可取代的地位，仍是重要的战略物资。 成都 XX新能源有限公司 编制 9 投资 XX科技产业园碳纤维材料可行性研究报告 粘胶基碳纤维产量不足世界碳纤维总产量的 1%。 它虽然不会有 大的发展，但也不会被彻底淘汰出局。 在碳纤维领域仍会占有一席之 地。 4 、活性碳纤维 活性碳纤维是随着碳纤维工业发展而开发的新一代多 孔吸附材 料，也是传统吸附材料粉状活性炭的更新换代产品，我国有许多生产 厂，如山西东绿活性碳纤维厂、山西省长治市郊区霍家工业总司活性 碳纤维厂、鞍山市化学碳纤维公司、辽源化工新材料厂、秦皇岛山海 关金龙环保材料厂、 限公司以及 XX市活性碳纤维厂等。 生产活性特性及其制品的原料主要有粘胶丝、 PAN基纤维、沥青 纤维和酚醛纤维等。 原料虽然不同，但生产工艺基本相似，需经前处 理或稳定化、炭化和活化工序。 生产原理完全不同于碳纤维。 生产活 性碳纤维的过程尽可能造孔 ，使其具有多孔结构，而生产碳纤维则不 同，尽可能消除孔隙裂纹或孔洞。 5 、气相生长碳纤维 气相生长碳纤维（ VGCF）和螺旋形碳纤维 (CCF)属于功能型碳纤 维。 气相生长碳纤维（ VGCF）以低碳烃类为碳源，过渡金属铁、钴、 镍等及其他们的合金、化合物等超细离子为催化剂，在氢气还原性气 成都 XX新能源有限公司 编制 10 投资 XX科技产业园碳纤维材料可行性研究报告 氛中使其烃类热解（ 1100℃ 左右）成碳而制得纤维状产物。 螺旋形碳 纤维 (CCF)的生成过程中，催化剂是基础，助催化剂是 必备条件，如果没有助催化剂的存在，则生成 VGCF。 催化剂是过渡 金属等，助催化剂为 S/P等，他们生成共晶体；助催化剂的存在可降 低共晶体的熔点，有利于 CCF的生成。 第三章 研究方法 碳纤维可分别用聚丙烯腈纤维、沥青纤维、粘胶丝或酚醛纤维经 碳化制得；按状态分为长丝、短纤维和短切纤维；按力学性能分为通 用型和高性能型。 通用型碳纤维强度为 1000兆帕（ MPa） 100GPa左右。 高性能型碳 纤维又分为高强型（强度 2020MPa、模量 250GPa）和高模型（模量 300GPa以上） 超高强型；模量大于 450GPa的称为超高模型。 随着航天和航空工业 的发展，还出现了高强高伸型碳纤维，其延伸率大于 2%。 用量最大 的是聚丙烯腈 PAN基碳纤维。 目前应用较普遍的碳纤维主要是聚丙烯腈碳纤维和沥青碳纤维。 碳纤维的制造包括：纤维纺丝、热稳定化（预氧化） 等 4个过程。 其间伴随的化学变化包括：脱氢、环化、预氧化、氧化 及脱氧等。 成都 XX新能源有限公司 编制 11 投资 XX科技产业园碳纤维材料可行性研究报告 第四章 测试研究数据来源 一、测试与标准 碳纤维的拉伸性能测试分单丝法和复丝法。 下面首先对于单丝法拉伸予以描述： 非常脆弱，剪切强度很低，稍有不慎就会断裂，因此在每次试验过程 中，需要细心、耐心，不要对试样造成损伤。 国际标准 ISO11566《碳 纤维 单纤试样的测定》和日标 JIS R7601《碳纤维试验方法》指出了 采用纸框法固定试样，当然也不排除其他方法。 中国的方法标准正在 制定中， 曲阜师范大学的张小英、张斌在 2020年《纺织标准与质量》发表了 《碳纤维拉伸性能的测试方法》 《纺织实验技术》 《实验十五 碳纤维强伸性能测试》等文章。 单纤维强伸性能试验要 采用能测试碳纤维的高强高模纤维强力仪，如 CRE型碳纤维强力机 （ LLY06E型电子碳纤维强力仪外观如图所示） (LLY06E 型电子碳纤维强力仪 ) 成都 XX新能源有限公司 编制 12 投资 XX科技产业园碳纤维材料可行性研究 报告 试样制备 纸框法固定试样，剪取适当长度的该碳纤维试验样品，用钢针沿着纤 维方向将其分离，使试验样品蓬松便于抽取。 用取样盘来盛取试样， 为保证测得结果的准确性，不能对碳纤维造成任何损伤。 采用国外标 准制作衬纸很麻烦， 的方法。 ； 划出一个尺寸合适的框，复制满 A4纸打印（图 2是 25mm隔距拉伸 尺寸。 若 50mm隔距拉伸时，裁切线的长度应增加一倍） 裁切线吻合后用刀片沿裁切线将实 线部分裁除，然后两端贴上 5mm宽 的双面胶纸；抽取分离的单根碳纤维 试验样品，沿中心虚线放上，并用双 面胶纸固定。 也可以用融化后的松 ( 试样制备示意图 ) 香，将单根碳纤维 “ 焊接 ” 在纸框上，其 “ 焊点 ” 起到固定单根碳 纤维的作用（试验证明：采用 “ 焊接 ” 方式没有双面胶纸固定方式好 用，而且夹持试样时要离开 “ 焊点 ” ；再用 8～ 10mm宽的纸条， 沿着裁切线宽度方向覆盖双面胶纸和试验样品端头， 离成固定在单个纸框上的待测试样。 注意 碳纤维的取样比较困难， 尤其处理后的碳纤维，很细，也很难分辨 是一根还是两根，根据实验 中曲线对比进行判断如果记录下的曲线斜率明显大于其他试样的很 有可能是两根纤维，必要时可以用放大镜配合取样。 成都 XX新能源有限公司 编制 13 投资 XX科技产业园碳纤维材料可行性研究报告 测试： 测试程序与仪器型号有关系。 不同仪器型号其测试过程不同。 面分别用两种 LLY06E、 LLY06型单纤维强力仪的操作过程加以说 明。 例如： 25mm、 50mm。 按试验要求设定试验拉伸速度（ 1～ 5） mm/min，本实验取： 2mm/min，如果采用松香固定试样时，上、下夹持器夹持试样时要离 开 “ 焊点 ” 被测试样的一端夹持在电子式碳纤维强力仪的上夹持器上， 另一端夹持在下夹持器上。 采用恒定的拉伸速度拉伸试样，直至试样 断裂。 记录单次值的断裂强力和断裂伸长等技术指标，试验结束后仪 器自动给出所有技术指标的统计值。 和 PC机联机可获得实时曲线， 便于分析技术数据。 、气动夹紧的拉伸试验（ LLY06E型） 将上述准备好的待测试样一端沿着裁切线宽度边缘， 夹。