我国超高分子量聚乙烯纤维的发展现状与建议

超高分子量聚乙烯纤维因优异性能在航空航天、军事防护、海洋工程及纺织等领域具有广泛的应用前景,是世界各国竞相发展的战略性新材料。本文梳理了我国超高分子量聚乙烯纤维发展历程,总结了当前产业发展现状,分析了存在的问题,并对未来发展提出建议。

大丝束碳纤维复合材料在风电叶片的应用

大功率风电机组尤其是海上风电大尺寸复合材料叶片对于材料的强度、耐疲劳性能及长期使用可靠性提出了更高的要求,高强度高刚度碳纤维增强复合材料拉挤板材为大尺寸风电叶片主梁结构提供了最佳解决方案。国产低成本大丝束碳纤维生产技术突破为碳纤维增强复合材料风电板材规模化应用奠定了基础,碳纤维/玻璃纤维(碳玻)混杂成型技术、碳纤维/聚氨酯体系拉挤成型技术为风电板材提供了更多可供选择的技术途径。本文结合上海石化48K大丝束碳纤维在风电领域应用研究成果及国内外风电板材新型技术进展,总结了大丝束碳纤维复合材料在风电叶片板材的应用途径。

玄武岩纤维增强高密度聚乙烯复合材料的制备与性能研究

以高密度聚乙烯(HDPE)为基体、玄武岩纤维(BF)为增强材料,通过熔融共混、注塑成型制备了HDPE/BF复合材料,对比研究了未改性和硅烷偶联剂KH550改性对复合材料性能的影响,探究了不同BF含量对复合材料的热稳定性、导热性、加工流动性和力学性能的影响。结果表明:改性BF表面存在KH550分子,含改性BF的复合材料的各项性能均优于含未改性BF的复合材料;含10 wt%改性BF的复合材料使其流动速率提高了约65%,改性BF使HDPE的熔融温度最大提高了约3℃,但大幅降低了HDPE的结晶性能;含30 wt%改性BF的复合材料导热系数为0.3642 w/mK,比纯HDPE提高了17%。改性BF可以有效提高复合材料的力学性,尤其是15%含量时缺口冲击强度提升了65%。未改性BF对HDPE性能也有提高,但提升幅度均低于改性BF。

基于Plant Simulation的化纤自动落丝系统仿真实验分析

基于Plant Simulation软件,构建一种化纤自动落丝系统的3D数字化模型,对系统效率关键输入因子进行参数化设置,将系统各工位三维数字模型导入软件中建立层次化运动机构图形结构,并运用Simltalk语言实现三维动作仿真,通过基础物理参数设置,保证了仿真数字化模型与现实系统更具一致性。通过多级实验设计分析了系统影响因子对于系统效率的影响特性曲线,并进一步通过动态参数化实验方法,计算出双输入因子对系统效能影响的敏感度。该实验结果可为化纤自动落丝系统的建设成本控制与可行性分析提供指导,具有较好的工程应用价值。

芳纶防弹复合材料的影响因素分析研究

芳纶防弹复合材料的影响因素较多,本文主要对芳纶展开宽度、纤维布形态、胶粘剂使用年限、上胶工艺以及拉伸强度等影响因素进行分析,并对相应靶片进行了防弹性能测试,分析结果并给出结论:纤维展开的宽度为2.5 mm±0.5 mm时,纤维布形态为UD时,防弹效果较好;胶粘剂满足标准使用期限8年的老化速度,防弹效果没有变化;采取浸胶方式的上胶工艺、控制纤维损伤程度在4%以下时靶片的防弹性能最优。本研究可为芳纶防弹复合材料从业人员提供参考。

高模量碳纤维复合材料深海耐压壳体结构设计及试验

基于理论公式开展了千米级深海耐压复合材料等截面圆筒计算,在等截面圆筒设计壁厚的基础上,结合有限元仿真开展了轻量化环肋加筋耐压壳体结构优化设计以及千米级深海复合材料耐压壳体的结构稳定性和强度分析,最后通过静水压试验对所设计复合材料耐压壳体进行了考核验证。研究发现,对于环肋加筋复合材料耐压壳体,其失效模式为环向失稳破坏;增加环筋数和增厚蒙皮可以增加耐压壳体的承压能力,相比于增加蒙皮厚度,增加环肋数量对压强质量比的提升更为明显;复合材料铺层的纵向弹性模量对于耐压壳体的承压能力影响显著;由于复合材料生产过程中难以避免的初始缺陷,环肋加筋复合材料耐压壳体的爆破压强应在有限元解基础上进行修正,根据本文试验结果,修正系数建议取值范围为0.5~0.7。

复合型玄武岩纤维水泥混凝土冻融损伤研究

基于冻融循环试验,对比研究了玄武岩纤维水泥混凝土与普通水泥混凝土损伤强度,得出玄武岩纤维水泥混凝土冻融损伤强度规律。研究利用公路工程冻融试验方法,开展复合型玄武岩纤维水泥混凝土冻融循环后强度变化分析,同时对比复合型玄武岩纤维水泥混凝土与普通水泥混凝土强度损失影响。试验研究表明:(1)玄武岩粉掺量小于1.5 kg/m^(3)时,掺入对混凝土的抗冻性影响较基准组变化不大;(2)玄武岩纤维掺入对混凝土的抗冻性影响较大,掺量为2.0 kg/m^(3),混凝土抗冻性能较基准组有所提升;(3)复合型玄武岩纤维水泥混凝土随玄武岩粉、玄武岩纤维等掺量增加,抗冻性能劣化。

PBO纤维表面特性对酚醛复合材料拉伸性能的影响

复合材料良好的界面结合可使增强纤维发挥最大的承载作用,良好的纤维表面性能有助于纤维性能转化率的提高,从而有利于其力学性能。为研究国产聚对苯撑苯并二噁唑(PBO)纤维表面特性对酚醛基复合材料拉伸性能的影响,采用扫描电子显微镜、原子力显微镜和接触角测量仪分析了三种国产高模型PBO纤维的表面特性,并计算其纤维强度转化率。研究发现,PBO纤维的表面粗糙度和沟槽等对复合材料的界面性能及纤维强度转化率具有显著影响。结果表明:三种国产PBO纤维表面均有明显的黏附物和纤维向沟槽,表面杂质少、沟槽较多,表面粗糙度最大、表面自由能最高的PBO-A纤维强度转化率最高,PBO纤维的强度转化率(40%~50%)远低于碳纤维的强度转化率(70%~90%),其与树脂的工艺匹配性有待进一步提高。

玄武岩纤维增强混凝土的力学和透水性能分析

在混凝土制造过程中通过掺入纤维来减缓混凝土受到压力作用,在保持透水性能条件下获得更强的力学性能。将6 mm、12 mm的玄武岩纤维掺入混凝土中,分析不同掺量下混凝土的力学性能和透水性能。结果表明:掺入0.1%长度6 mm玄武岩纤维混凝土相对同龄期试块达到了更高抗压强度;大于0.1%时,抗压强度与纤维加入量呈现相反变化。逐渐延长龄期后,玄武岩纤维混凝土达到了更高抗压强度。保持玄武岩纤维掺量相同下,6 mm比12 mm的玄武岩纤维混凝土达到了更高透水性。加入同样长度的玄武岩纤维时,增大玄武岩纤维含量时,试样孔隙率与透水系数都出现了降低的现象。

基于国产T300级碳纤维复合材料C型肋结构成型工艺

以C型肋结构为研究对象,采用国产T300级碳纤维单向带预浸料,针对C型肋结构成型过程中存在的R角厚度减薄以及外形轮廓控制等问题,开展了一系列的工艺路线设计优化,通过优化零件封装方式和成型工装固化摆放方式,R角厚度实测值合格率由4.17%提高到100%;设计工装回弹角值,制造均衡铺层和对称铺层的试验件外形轮廓均能满足工程要求。通过一系列低成本高效的优化方式,本方法成功解决了成型过程中R角厚度减薄以及外形轮廓控制等问题,为国产复合材料改进研究提供借鉴,缩短了国产复合材料应用研究周期。

对位芳纶纸的国内研究进展

对位芳纶纸基材料多是以短切纤维和芳纶浆粕或沉析纤维为原料,利用湿法抄造成纸,再经热压成型制得的高性能片状复合材料。因其密度小、抗冲击性好、耐腐蚀等特性在绝缘材料和电子材料领域得到广泛关注。本文综述了对位芳纶纸的制备方法、增强改性以及应用方面的研究进展。

专利文摘

一种低晶粒尺寸聚丙烯腈原丝的制备方法:本发明公开了一种低晶粒尺寸聚丙烯腈原丝的制备方法。所述方法将热水牵伸后的纤维,上油后经过10~25个热辊进行干燥致密化,热辊压力为0.45~0.55 MPa,温度区间为146~167℃,热辊之间的温度梯度为3~5℃,再将经干燥致密化处理后的纤维进入蒸汽牵伸,在0.30~0.60 MPa的蒸汽压力下,牵伸4.0~4.5倍,制得低晶粒尺寸聚丙烯腈原丝。本发明以蒸汽为加热介质,通过低温长时干燥致密化技术协同高倍蒸汽牵伸技术,调控原丝丝束烘干温度与烘干时间,实现丝束内水分子向外扩散逐步脱除,同步施加高倍蒸牵使晶粒受大应力晶体破裂,实现原丝晶粒尺寸的有效调控。

河北省首个连续玄武岩纤维生产基地投产

8月1日,中纤新材料科技(承德)有限公司(简称中纤科技)连续玄武岩纤维项目拉丝成功,标志着河北省首个连续玄武岩纤维生产基地投产。据了解,河北境内的玄武岩,是国内地层最古老、数量最多、种类最全的玄武岩群之一。张家口、承德一带的玄武岩资源尤其丰富优质。经初步探测,仅在围场,玄武岩矿储量就在百亿吨以上。承德新鼎矿业有限公司早期开采玄武岩矿石,大多被破碎成砂石料出售,最低时,每吨砂石料只卖40元,而连续玄武岩纤维每吨价值在10万元以上,相较于卖砂石料,价格提升了千倍以上。因此,该公司投资成立中纤科技,从石头到材料,布局玄武岩全产业链。

一种高伸长易染色的对位芳纶单丝及其制备方法和制品

本申请提供一种高伸长易染色的对位芳纶单丝及其制备方法和制品。该对位芳纶单丝,包括多根对位芳纶纳米原纤,所述多根对位芳纶纳米原纤沿对位芳纶单丝的长度方向束状排列。该对位芳纶单丝具有较高的断裂伸长率且易于染色,且制备方法简单,适合于工业化生产应用,并扩大对位芳纶的应用场景。

碳纤维扁丝原丝的制备装置及制备方法

本申请公开了一种碳纤维扁丝原丝的制备装置和制备方法,装备装置包括:喷丝机构和凝固机构。其中:喷丝机构用于提供聚丙烯腈纺丝原液,并具有呈一字型的喷丝头;凝固机构包括凝固浴槽和压延部;凝固浴槽用于容纳凝固液,使用时,聚丙烯腈纺丝原液经喷丝头喷出,进入凝固液且成型为聚丙烯腈凝固丝条.

泰和新材拟控股宁夏信广和

泰和新材近日发布公告称,公司拟与宁夏信广和股东宁夏宁东开发投资有限公司(以下简称宁东投资)、烟台康舜新材料有限公司(以下简称烟台康舜)签订附条件生效的《股权转让合同》,分别收购宁东投资、烟台康舜持有的宁夏信广和31.11%、12.39%股权。本次交易完成后,公司将持有宁夏信广和43.50%的股权,成为宁夏信广和的控股股东。

恒神股份顺利通过航空领域特殊过程认证审核

近日,航空领域特殊过程评价中心委派审核组对江苏恒神股份有限公司复材通用要求、复材热压罐成型、复材液体成型、无损检测工序进行了特殊过程认证审核。公司首席质量专家胡光蓉和相关部门负责人参加审核。审核组根据航空领域特殊过程审核准则、客户技术协议及公司体系文件等要求,按照审核计划对涉及的相关特殊过程及工件进行了审核。末次会议上,审核组对该公司特殊过程确认情况给予了充分的肯定,对特殊过程确认有待完善的地方提出了建议。

《高科技纤维与应用》中国科技核心期刊

《高科技纤维与应用》,国际标准刊号:ISSN1007-9815,国内统一刊号:CN11-3926/TQ,创刊于1976年,是专注于高科技纤维及应用的科技学术期刊,被评为中国科技核心期刊。《高科技纤维与应用》致力于搭建高科技纤维及应用的学术研讨和交流,传递国内外在此方面研发的最新信息动态,介绍高科技纤维及其先进复合材料研发及产业应用领域的新技术、新工艺、新设备、新品种和新用途,追踪行业运行情况及统计数据,探讨行业热点问题及今后的努力方向。

信息资讯

东华大学团队在发光发电纤维领域取得突破近日,东华大学科研人员成功研发出集无线能量采集、信息感知与传输等功能于一体的新型智能纤维,由其编织制成的纺织品无需依赖芯片和电池便可实现发光显示、触控等人机交互功能。该成果发表于国际学术期刊《科学》,被认为有望改变人与环境以及人与人之间的交互方式,对功能性纤维开发以及智能纺织品在不同领域的应用具有重要启发意义。

新疆晶芳芳纶新材料有限公司哈密项目签约

5月18日,新疆晶芳芳纶新材料科技有限公司芳纶新材料一体化项目EPC总承包签约仪式在宁波举行。据悉,新疆晶芳芳纶新材料有限公司哈密项目规划用地207亩,购置间位芳纶纤维生产线2条,对位芳纶纤维生产线2条,间苯二胺生产线1条。采用氢气催化法年产15000 t苯二胺,项目采用低温聚合-湿法纺丝工艺技术路线。该项目建成投产后,销售收入23亿元,年税收1.6亿元,提供就业岗位600个,不仅能够优化当地产业的提升和转型升级,增强该产业竞争力,而且还能带动当地其他相关行业如物流业、服务业的发展,项目的产业带动效应明显。