碳纤维前驱体

碳纤维具有优异的纤维性能,因此对其需求持续增加。目前,碳纤维大部分由聚丙烯腈制备获得,小部分则通过沥青制得。但这些原材料也带来了一些问题,因此全世界范围内仍在继续寻找可供选择的材料。本文列举了当前原材料的优缺点,以及如木质素、纤维素、聚乙烯等其他潜在的原材料,并介绍了德国邓肯道夫纺织化学与化学纤维研究所(ITCF)在该研究领域的研发潜力。

应用于纤维基加热的聚乙烯/炭黑复合材料

本研究的目的在于探讨由90%(质量分数)的聚乙烯(PE)和10%(质量分数)的炭黑(CB)组成的复合材料的电导率和发热性。在该比例下,填料含量超过了渗流边界值。由该复合材料制备的长丝的导电性较好,其电导率σ=10~50 S/m。与相当于电绝缘体的纯聚合物(σ=10^(-5)~10^(-12)S/m)相比,该复合长丝具有相当好的电性能;但与σ值在10~7S/m范围内的铁或铜相比,仍需进一步提高,才能获得完全导电的聚合物。事实上,正是这种半导体性能,使复合长丝适合应用于纤维基加热,引起的电损失可以被用于发热。研究通过改变生产工艺参数,对不同变量的影响进行了分析,并对长丝性能进行了优化。到目前为止,由亚琛工业大学纺织技术研究所(ITA)生产的复合长丝具有个位数级的电导率(S/m)。进一步描述了达10倍的性能提升。