改进纺丝工艺 提高碳原丝质量

对碳原丝装置纺丝线上影响碳原丝质量的几个关键因素进行研究,并采用新工艺、新技术对原纺丝线进行了针对性改进。经过对实验产物相关性能指标的测试和对比分析表明,改进后的工艺技术条件对提高碳原丝质量是有效的。

高性能聚丙烯腈基碳纤维原丝的制备工艺研究

原丝的质量与碳纤维品质息息相关,高性能原丝才能制备出高性能碳纤维。采用均相溶液聚合工艺,通过丙烯腈单体与丙烯酸甲酯、衣康酸在二甲基亚砜溶剂中进行三元自由基共聚反应,确定了最佳的聚合工艺参数,合成了纺丝性能较好的纺丝溶液;并对聚丙烯腈基碳纤维原丝的纺丝工艺进行了系统探讨。试验表明,湿法纺丝工艺下,采用一定凝固负牵伸比,适当的热水牵伸倍数,110~140℃梯级干燥致密化工艺,并对纤维进行较高牵伸倍数的蒸汽热牵伸,最终可制备出较高强度和模量的聚丙烯腈基碳纤维原丝。

聚丙烯腈基碳纤维原丝氧元素含量检测影响因素分析

聚丙烯腈基碳纤维原丝中氧元素含量较低,约为1%~2%,含水率约0.6%~1.2%,由于原丝具有易吸水特性,吸入的水分将增加氧元素含量、增加试样质量,影响最终氧元素含量的检测结果。考察了仪器基线、干燥、标准样品称样量对原丝氧元素含量测量结果的影响,结果表明:称样量不宜过高,且应分开质量梯度;为防止基线漂移,建立标线后应尽快进行试样检测;制样前试样应烘干,且需放在铝盒内以防止吸水增加试样质量而引起误差。

年产5千吨高性能碳纤维原丝项目

一、项目单位简介山东越神新材料科技有限公司成立于2020年4月3日,注册资本5000万元,经营范围为合成材料制造、高性能纤维及复合材料制造、合成纤维制造、石墨及碳素制品制造、石墨烯材料销售、新材料技术推广服务等。二、项目基本情况项目计划总投资3.5亿元,占地约28.7亩,总建筑面积约1.9万平方米,主要建设高性能碳纤维原丝生产车间、公用工程配套设施、年产5千吨碳纤维原丝生产线4条;达产后,可实现年产5千吨碳纤维原丝稳定产能。

凝固浴牵伸对微纳层叠带状PAN原丝性能的影响

采用新型微纳层叠挤出技术制备了层叠带状聚丙烯腈(PAN)碳纤维原丝,利用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、万能材料试验机和差示扫描量热仪对原丝的性能进行表征,研究了不同凝固浴牵伸倍数对微纳层叠带状PAN原丝截面形态、结晶性能、力学性能以及热行为的影响。研究结果表明,随着凝固浴牵伸倍数的提高,层叠带状PAN原丝的厚度显著减小,线密度显著降低;层叠带状PAN原丝的结晶度和拉伸强度随着牵伸倍数的提高呈现先增加后减小的趋势,凝固浴牵伸倍数为5.5倍时,获得的层叠带状PAN原丝的性能较好。当凝固浴牵伸倍数从5.5倍增加至6.5倍时,原丝的拉伸强度由26.08 MPa降低至23.36 MPa。实验结果表明,凝固浴牵伸倍数为5.5倍下制备的层叠带状PAN原丝具有较好的综合性能,其结晶度为39.1%,拉伸强度和拉伸模量分别为26.08及661 MPa。

聚丙烯腈基碳纤维原丝生产工艺探究

原丝质量对聚丙烯腈基碳纤维材料的性能和品质具有突出影响。在实际生产中通过丙烯腈、衣康酸、丙烯酸甲酯的加成、聚合作用制备纺丝液,再通过过滤、喷丝、凝固、上油等工艺制备原丝。研究过程中探究了聚合时间、反应温度、引发剂浓度对纺丝液质量的影响,同时分析了纺丝设备、油剂使用方法、溶剂残余量对原丝质量的影响,并针对以上因素提出优化控制措施。

吉林化纤加快建设碳纤维全产业链

2024年3月18日,吉林化纤集团有限责任公司(简称吉林化纤)30 kt/a高性能碳纤维原丝项目一期主厂房全部建设完成,已经进入设备安装的关键阶段。30 kt/a高性能碳纤维原丝项目是吉林化纤在原有的湿法纺丝工艺基础上,历经5年多的工艺探索和技术升级后,首次将干喷湿法纺丝工艺应用于大规模工业生产当中。

吉林化纤400 kt/a碳纤维全产业链项目即将投产

吉林化纤集团有限责任公司(简称吉林化纤)400 kt/a碳纤维全产业链建设取得重大进展,其中30 kt/a高性能碳纤维原丝项目进入设备安装阶段,60 kt/a碳纤维项目的两条碳化线于2024年5月即将投产。

高性能碳纤维原丝聚合机理和纺丝工艺的研究

通过实践深入探讨了聚丙烯腈原丝生产的聚合机理,并借助于SEM对所纺的碳纤维原丝进行了探讨,实验证明,生产原丝中的聚合机理遵循4个阶段,而且聚合温度没有超过聚丙烯腈的分解温度。纺丝要控制预牵伸倍数在7左右,为蒸汽牵伸提高原丝的取向度和结晶度以及最终碳纤维的高性能作好准备。

木材苯酚液化物碳纤维原丝的力学性能

该文以木材苯酚液化物为原料,加入六次甲基四胺后熔融纺丝,将熔纺纤维置于甲醛和盐酸溶液中固化处理后制成碳纤维原丝,对不同工艺条件下获得的碳纤维原丝的力学性能进行了研究。结果表明,原丝的拉伸强度随收丝辊转速和固化处理时间的增加而显著增大;在盐酸浓度15%、固化升温速率15℃/h时,拉伸强度和模量达到最大值;原丝的拉伸模量与其拉伸强度的变化趋势基本一致。在收丝辊转速72 r/min、固化液盐酸浓度18.5%、固化升温速率10℃/h和固化时间4 h条件下,制备出拉伸强度、拉伸模量分别为356 MPa和31 GPa的木材苯酚液化物碳纤维原丝。

高效液相色谱法测定聚丙烯腈基碳纤维原丝中的二甲基亚砜残留

建立了聚丙烯腈(PAN)基碳纤维原丝中二甲基亚砜(DMSO)残留量的高效液相色谱(HPLC)检测方法。采用的色谱柱为Phenomenex C18柱(150mm×4.6mm,5μm),流动相为甲醇-三氟乙酸-水(体积比为29∶1∶70)混合溶液,流速为1.0mL/min,进样量为10μL,检测波长为205nm,柱温为常温。研究结果表明,在DMSO的质量浓度为1.00-100.00mg/L范围内,峰面积与质量浓度的线性关系良好,相关系数r=0.998 9,最低检出限为0.3mg/L,平均回收率为98.4%,相对标准偏差(RSD)为2.6%。该方法简便、快速、准确。另外,利用建立的HPLC方法,对原丝中残留的DMSO在水中的溶出规律也进行了研究。

用于碳纤维原丝的聚丙烯腈纺丝溶液的性质研究

对分子量在５×１０５～８×１０５ 的聚丙烯腈（ＰＡＮ）纺丝溶液的制备工艺、溶液性质，特别是反映纺丝溶液可纺性的参数粘度及其影响因素进行了一系列深入的研究，为纺制高性能ＰＡＮ

基于FT-IR的木质碳纤维原丝固化增强机理的研究

以甲醛为固化剂,盐酸为催化剂,固化处理木材液化物初纺纤维后得到木质碳纤维原丝。利用FT-IR考察了盐酸浓度、固化时间、升温速率对固化后木质碳纤维原丝化学结构变化的影响,并分析了原丝的固化增强机理。结果表明:随盐酸浓度和固化时间的增加,原丝1610～1510、1455、900～650 cm-1处吸收峰强度都逐渐降低;随升温速率的增加,原丝3423、2925 cm-1处吸收峰逐渐减弱,1610～1510、1454 cm-1处吸收峰强度先减弱后增强,1101、900～650 cm-1处吸收峰强度却明显增加。固化过程中原丝结构上的芳环与固化液中的+CH2OH离子发生的交联反应,以及酚羟基之间、酚羟基与固化液中+CH2OH离子之间发生的脱水缩合反应,促使了原丝内部网状交联结构的形成,提高了原丝的强度。

固化条件对木材苯酚液化物碳纤维原丝结晶取向度的影响

采用单因素实验方法,以X射线衍射仪(XRD)为检测手段,对不同固化工艺条件下的木材苯酚液化物碳纤维原丝结晶取向度进行测定及分析。结果表明:(1)升温速率和固化温度分别增加时,原丝结晶取向度均出现先增加后减少的现象,但稳定化时间和盐酸浓度与原丝取向度的数值大小基本成正向关系;(2)在不同固化条件下,原丝取向度的总体变化范围为56.27%～65.13%。

高性能碳纤维原丝与干喷湿纺

干喷湿纺兼备干法和湿法的优点,是新一代纺丝方法。此法在国外已用在工业生产线上,并纺出高性能PAN原丝和制得高质量碳纤维。此法还在完善和提高,普及已为期不远。

火焰原子吸收光谱法连续测定碳纤维原丝中钾、钠、钙、镁、铁

介绍了用火焰原子吸收光谱法连续测定碳纤维原丝中钾、钠、钙、镁、铁。试验研究探讨了样品溶解的方法、溶液酸度、干扰离子对测定结果的影响,确定了最佳测试条件。实验证明,该方法快速、简便、准确度高、重现性好。

火焰原子吸收光谱法连续测定碳纤维原丝中钾、钠、钙、镁、铁

本文介绍了用火焰原子吸收光谱法连续测定碳纤维原丝中钾、钠、钙、镁、铁。研究探讨了样品溶解的方法、溶液酸度、干扰离子对测定结果的影响,确定了最佳测试条件。实验证明:本方法快速、简便、准确度高、重现性好。

凝固浴中加入碳纳米管对PAN碳纤维原丝结构性能的影响

在凝固浴中加入经酸处理的多壁碳纳米管(MWNTs),制得多壁碳纳米管-聚丙烯腈纤维,并对其进行了表征.结果表明:在凝固浴中加入酸处理MWNTs,对填补PAN碳纤维原丝内部的微孔有明显的作用;对PAN原丝的结晶结构几乎没有影响;降低了原丝的晶区取向;提高了原丝的断裂强度、断裂伸长率及拉伸韧度.