碳纤维制备技术国家工程实验室

碳纤维制备技术国家工程实验室于2009年2月经国家发展和改革委员会正式批准组建。实验室的依托单位是中科院山西煤炭化学所，共建单位为中科院宁波材料技术与工程所、中科院化学所、中科院上海有机化学所和中科院长春应用化学所。工程实验室实行理事会领导下的实验室主任负责制。首届理事长单位由中科院山西煤炭化学所担任，

国产高性能聚丙烯腈基碳纤维制备技术研究进展

综述了近年来高性能聚丙烯腈（PAN）基碳纤维的研究进展,对PAN聚合、原丝制备、预氧化和碳化过程中最为关键的问题进行了总结：（1）聚合工艺对共聚单体在PAN分子链上的分布和溶液的均匀性非常重要。与间歇聚合或半连续聚合工艺相比,连续溶液聚合工艺可以提供更稳定的纺丝溶液,减少聚合过程中微凝胶的产生,并提高PAN原丝乃至碳纤维的均匀性。（2）PAN溶液进行湿法或干湿法纺丝过程中,相分离过程控制对PAN原丝及其碳纤维中微缺陷形成和发展,微缺陷的含量至关重要,并最终影响碳纤维的性能。干燥和牵伸工艺对于优化PAN碳纤维原丝的结晶和取向结构,制备高品质的碳纤维原丝同样起决定作用。（3）预氧化的升温速度、最高预氧化温度和预氧化张力控制对预氧丝的皮芯结构、环化指数及其对后续碳化工序的顺利进行产生重要的影响并影响碳纤维的性能;碳化的最高温度影响PAN基碳纤维的强度和模量。（4）碳纤维的结构与其性能具有直接相关性,中国对相关研究仍然比较缺乏,碳纤维生产技术水平和自主创新能力仍然不足。

聚丙烯腈基碳纤维的研究进展

本文简要介绍了聚丙烯腈基碳纤维的国内外发展历程和现状,碳纤维及其复合材料的应用进展,详细介绍了碳纤维生产工艺包括原丝制备、预氧化、碳化的一些新进展,并对我国聚丙烯腈基碳纤维的发展提出了一些建议。

国产高性能聚丙烯腈基碳纤维技术特点及发展趋势

聚丙烯腈基碳纤维兼具高性能和低比重,是轻质高强、轻质高模等高端装备轻量化的首选材料,是高性能纤维的典型代表,受到世界各国政府、国防与工业领域、科技与产业界的高度关注。从聚丙烯腈碳纤维材料的结构性能特征出发,介绍了聚丙烯腈基碳纤维制备的工艺流程、结构与性能的相关性;从高强碳纤维被发明、高强中模碳纤维因需求牵引而研发成功、更高性能碳纤维的不断创新发明,直至进入新世纪后对高性能低成本化的重视,阐述了国际聚丙烯腈基碳纤维技术发展的4个关键阶段;分析了国产碳纤维通过自主创新,建立以二甲基亚砜为主、包含其他工艺技术的发展历程。从高强和高强中模碳纤维、高模和高模高强碳纤维、低成本大丝束碳纤维的国产化有序发展,展示了碳纤维国产化技术水平不断提高、碳纤维制备与应用不断融合的现状。最后结合国际技术发展动态和中国碳纤维技术积累基础,提出了开展颠覆性技术研究的建议,认为新型聚丙烯腈成纤技术、原材料创新和碳纤维制备过程新型热源技术等值得高度关注。