聚丙烯腈基碳纖維具有優(yōu)異的綜合性能，是航空航天、國防和民用高科技領域不可或缺的關鍵戰(zhàn)略材料。為推動碳纖維產(chǎn)業(yè)發(fā)展，《中國制造2025》和《新材料產(chǎn)業(yè)“十三五”發(fā)展規(guī)劃》將碳纖維列為重點支持的戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)之一。聚丙烯腈基碳纖維的生產(chǎn)技術主要有濕紡與干噴濕紡兩種技術路線，其中干噴濕紡技術具有生產(chǎn)效率高、碳纖維品質(zhì)好、生產(chǎn)成本低等優(yōu)點，世界上高端牌號碳纖維主要采用干噴濕紡技術生產(chǎn)，然而這些技術長期被日本和美國公司壟斷，特別是T-1000及其以上級別的超高強度碳纖維更是高端產(chǎn)品，是對我國封鎖的重中之重。

    近日，中國科學院山西煤炭化學研究所科研團隊圍繞T-1000級超高強度碳纖維制備，承擔的中國科學院重點部署項目所制備的聚丙烯腈基超高強度碳纖維，順利通過驗收，并成功開發(fā)聚丙烯腈基新型中空碳纖維。

    該團隊深入分析碳纖維結構與性能關聯(lián)性，開展了前驅體鏈結構優(yōu)化設計、紡絲液流變性調(diào)控、纖維微納米結構控制及關鍵裝備技術研究，實現(xiàn)了干噴濕紡制備T-1000級超高強度碳纖維的核心技術的突破。所制備的聚丙烯腈基超高強度碳纖維具有高拉伸強度和高彈性模量特點，經(jīng)第三方專業(yè)機構檢測，性能指標達到業(yè)內(nèi)先進水平。

圖 單根纖維表面結構（A）濕紡纖維SEM照片；（B）干噴濕紡纖維SEM照片

    針對當前碳纖維應用正在從單一的結構承載型，向結構-功能一體化方向發(fā)展的趨勢，張壽春團隊用了2年時間，成功開發(fā)了聚丙烯腈基新型中空碳纖維。聚丙烯腈基中空碳纖維技術難度大，目前僅有德國巴斯夫公司和日本東麗公司掌握。張壽春介紹，新型中空碳纖維不同于普通的中空碳膜材料，其連續(xù)長絲具有細旦化和高強度的特點，可編織性和纏繞性良好；也不同于傳統(tǒng)的實芯碳纖維，其芯部具有連續(xù)規(guī)整的中空結構。因此，高強度中空聚丙烯腈基碳纖維既滿足結構增強又具有隔熱、填充改性等特殊功能，是一種結構功能一體化的新型碳纖維。

    隨著應用領域的迅速增長和應用要求的日益提高，高端碳纖維和新品種碳纖維已成為當前各國競相開發(fā)的熱點。我們的研究將有助于我國高性能碳纖維多品種、系列化發(fā)展，對結構輕量化和多功能化應用具有積極意義。

更多關于材料方面、材料腐蝕控制、材料科普等方面的國內(nèi)外最新動態(tài)，我們網(wǎng)站會不斷更新。希望大家一直關注中國腐蝕與防護網(wǎng)http://www.ecorr.org

責任編輯：殷鵬飛

《中國腐蝕與防護網(wǎng)電子期刊》征訂啟事
投稿聯(lián)系：編輯部
電話：010-62313558-806
郵箱：fsfhzy666@163.com
中國腐蝕與防護網(wǎng)官方 QQ群：140808414