2011-3-14 來(lái)源:中國(guó)聚合物網(wǎng)
關(guān)鍵詞：碳纖維 發(fā)展?fàn)顩r
20世紀(jì)70年代末至80年代初，我國(guó)上海、吉林、遼源、蘭州、太原等聚丙烯腈(PAN)基碳纖維(CF)研制單位，先后完成了碳纖維的小試研究，建成了大同小異的碳纖維中試生產(chǎn)線，產(chǎn)品性能達(dá)到中強(qiáng)水平(抗張強(qiáng)度>1764N／mm2，模量>20N／mm2)。在20世紀(jì)90年代初期經(jīng)過(guò)近10年的努力，能夠生產(chǎn)高強(qiáng)l型(抗張強(qiáng)度>2450N／mm2，模量>24N／mm2)，高強(qiáng)Ⅱ型(抗張強(qiáng)度>2940N／mm2，模量>20N／mm2)。個(gè)別廠還能生產(chǎn)石墨纖維(抗張強(qiáng)度>1960N／mm2，模量>30N／mm2)。
由于長(zhǎng)期來(lái)我國(guó)碳纖維均為軍工及尖端技術(shù)服務(wù)，研制單位有限，只是小批量生產(chǎn)，其單位不會(huì)走出去推廣應(yīng)用，同時(shí)碳纖維的售價(jià)又很高，從而阻礙了碳纖維在人們生活中的普及。我國(guó)碳纖維的工業(yè)化初具規(guī)模是在1985年，由國(guó)家科委出面，吉化公司從英國(guó)RK公司引進(jìn)了一條年生產(chǎn)能力100t的碳纖維生產(chǎn)裝置，并并工投產(chǎn)。但仍然不能滿足需求，發(fā)展緩慢。
雖然我國(guó)研制碳纖維已有30余年的歷史，僅初步建立起工業(yè)雛形，生產(chǎn)的碳纖維質(zhì)量至今仍處于低水平，關(guān)鍵問(wèn)題是PAN 原絲質(zhì)量未過(guò)關(guān)。因?yàn)橛糜谥苽涮祭w維的PAN原絲要求高，應(yīng)具備以下幾點(diǎn)要求：a)結(jié)構(gòu)均勻致密，纖維內(nèi)、外部的缺陷少；b)金屬等雜質(zhì)含量低，溶劑殘留量低；c)纖維的超分子結(jié)構(gòu)規(guī)整，取向度高，結(jié)晶度高；d)纖維的物理機(jī)械性能優(yōu)異；e)纖維纖度小，直徑不勻率低；f)纖維的油劑或表面處理劑有利于原絲的預(yù)氧化和碳化等。而國(guó)內(nèi)原絲主要表現(xiàn)在，金屬及機(jī)械雜質(zhì)含量高、質(zhì)量穩(wěn)定性差、變異系數(shù)大、毛絲多、分散性差、易粘結(jié)、表面處理不配套、可用性差等，國(guó)內(nèi)原絲質(zhì)量不過(guò)關(guān)，使碳纖維的生產(chǎn)發(fā)展一直受阻。雖然國(guó)內(nèi)一些著名的科研機(jī)構(gòu)如中科院山西煤化研究所、上海合成纖維研究所、北京航天材料及工藝研究所、中國(guó)紡大(東華大學(xué))化纖研究所等在此領(lǐng)域的研究從未中斷，不少試驗(yàn)研究的結(jié)論也與國(guó)外公開(kāi)發(fā)表的論文總體上一致，但多數(shù)都是對(duì)其性能研究的較多，而原絲的質(zhì)量仍是問(wèn)題，由此可見(jiàn)我國(guó)要加強(qiáng)對(duì)高性能碳纖維原絲的研究。
2 中國(guó)臺(tái)灣碳纖維發(fā)展?fàn)顩r
20世紀(jì)90年代，對(duì)于亞洲地區(qū)而言，除日本外，我國(guó)臺(tái)灣省是碳纖維及其復(fù)合材料的重要生產(chǎn)和使用地區(qū)。臺(tái)灣有關(guān)碳纖維的發(fā)展最早始于20世紀(jì)70年代初期，逢甲大學(xué)開(kāi)始碳纖維的研究。在20世紀(jì)80年代初期，Kwang—Nan公司生產(chǎn)制造體育用品，如網(wǎng)球拍、釣魚(yú)竿、滑雪橇和自行車(chē)部件，因此臺(tái)灣具有“碳纖維(CP)運(yùn)動(dòng)器材王國(guó)”之稱(chēng)。但臺(tái)灣沒(méi)有生產(chǎn)碳纖維的能力，直至20世紀(jì)80年代末期才擁有從聚丙烯腈的聚合和紡絲到碳纖維的制備這項(xiàng)技術(shù)，有能力向當(dāng)?shù)厥袌?chǎng)供應(yīng)碳纖維。也就是說(shuō)碳纖維自給率越來(lái)越大。如臺(tái)灣塑膠公司已經(jīng)可提供碳纖維粗紗和碳纖維預(yù)制片的產(chǎn)品，供應(yīng)給球拍制造廠商和高爾夫俱樂(lè)部，并提高用于航天工業(yè)的碳纖維的模量。
隨著社會(huì)的進(jìn)步與科技的發(fā)展，一直從事碳纖維研究的逢甲大學(xué)，于2003年由柯澤豪教授研發(fā)出殺菌效果特高的活性碳纖維，殺菌率在99.99％以上。