传统的碳纤维生产过程主要包括纤维纺丝、热稳定化、碳化以及石墨化等环节,再加上高压下烘烤分离的树脂和碳纤维布,一共需要24个小时以上。而锻造碳纤维的生产耗时则明显缩短了许多,将切碎的碳纤维丝与树脂结合并夹在两个钢模之间,然后放在1200-1500psi的压力下加热3分钟就能制造完成。生产周期的大幅缩短意味着锻造碳纤维的生产成本将大幅降低。还有一个优势,短切碳纤维与树脂混合后,在高压的作用下, 它的流动性好,能够成型复杂结构的零部件。
碳纤维复合材料正日益取代传统材料,如铸铁、钢和铝。山西航天航空用碳纤维种类齐全找上海泰晟
现代碳纤维工业化的路线是前驱纤维炭化工艺法。
制造碳纤维用的原纤维名称化学组分碳含量、碳纤维收率、黏胶纤维(C6H10O5)n4521~35聚丙烯腈纤维(C3H3N)n6840~55沥青纤维C,H9580~90
采用这3种原纤维制造炭纤维的流程都包括:稳定化处理(在200~400℃空气,或用耐燃试剂等化学处理),碳化(400~1400℃,氮气)和石墨化(1800℃以上,氩气气氛下)。为了提高炭纤维与复合材料基质的粘接性能需进行表面处理、上浆、干燥等工序。
另一种制造碳纤维的方法是气相生长法。将甲烷与氢的混合气体在催化剂的存在下,于1000℃高温下反应,可制得不连续的短切碳纤维,最大长度可达50 cm。其结构不同于聚丙烯腈基或沥青基碳纤维,易石墨化,力学性能良好,导电性高,易形成层间化合物。 山西航天航空用碳纤维种类齐全找上海泰晟除了一体成型的轻巧,碳纤维汽车座椅在其他方面也非常出色。
稳定:使用400度加热氧化的方法使热塑性PAN线形大分子链转化为非塑性耐热梯形结构,使其在高温下不熔不燃,保持纤维形态,热力学处于稳定状态。
碳化:需要在温度1千到2千度,将PAN中非碳元素驱除,而后生成含碳量90%以上的具有乱层石墨结构的碳纤维。
石墨化:需要温度在2千到3千度,将无定型、乱层结构的碳化材料向三维石墨结构转化,是提高碳纤维模量的主要技术措施。
碳纤维从原丝生产工艺到制成品的详细过程就是由上道原丝生产工艺产出PAN原丝,经过送丝架湿热预牵伸后,由牵伸机器依次传送到预氧化炉,经过数台预氧化炉群的不
同梯度的温度烤化后,形成氧化纤维即预氧丝;预氧丝经过中温、高温碳化炉后形成碳纤维;碳纤维再经过表面处理上浆、干燥等工艺得到碳纤维成品。全过程连续走丝,
精确控制,任何一道工序出现些许问题都会影响稳定生产和碳纤维产品的质量。碳纤维生产工艺流程长,技术关键点多,生产壁垒高,是多学科、多技术的集成。
具体而言,“十四五”期间,国内碳纤维企业要重点做好三件事。一是根据用户需求研发具有专门应用性能的碳纤维,并提供符合用户需求的预浸料原料。通过自主创新,开发出满足用户要求,可以实现批量生产的复合材料产品,从而实现国产碳纤维的大规模销售。
二是改进工艺,降低成本。纵观碳纤维复合材料大量应用领域,如目前增长迅速的风电叶片和压力容器领域,相关产品都是由国外厂家设计和制造,利用中国廉价的劳动力在中国设厂生产。国产碳纤维进入这些领域的首要条件必须是质量、性能与国外产品相当,且价格低廉,才能被用户接受。在此背景下,企业只有立足于自身改进工艺,提高性能,降低成本。但要实现这一目标,需要国家和企业的共同努力。 目前上海泰晟的复晟碳纤维复合材料已用于以下几个领域:液晶领域、半导体领域、机器人领域纺织领域等。
碳纤维辊轴:
作为纺织机械的主要运转部件之一,辊轴对纺织机械的整体性能有着很大的影响,对产品的质量和稳定性有着直接的影响。纺织机械的传统辊轴大多采用钢材制造。钢辊重量大,能耗高。为了满足提速的要求,壁厚必须不断增加,这导致了一系列的缺点。碳纤维辊能满足重量轻、速度快、刚性好、变形小、能耗低的要求。
事实上,与许多工业机械设备一样,碳纤维材料的应用还只是冰山一角。随着质轻强度高的碳纤维材料的深入应用,将有力地推动纺织机械设备朝着低成本、低能耗、高效率的方向发展。
以上碳纤维材料的应用只限于小体积或少量零件。在这些部分,碳纤维材料的价值并没有被强调。与此相比,碳纤维轧辊的应用是近年来纺织机械轻量化应用非常具有潜力的方向之一。 由上海泰晟电子科技发展有限公司提供的一组碳纤维伸缩套管被用于液晶半导体行业搬运机械臂中。山西航天航空用碳纤维种类齐全找上海泰晟
碳纤维复合材料热膨胀系数小,蠕变小,能适应温差大的工作环境。山西航天航空用碳纤维种类齐全找上海泰晟
上海复晟碳纤维材料在纺机行业中的应用:
我国纺织机械发展存在两大问题:一是纺织机械设备运行速度低,二是设备平均能耗高。为了进一步降低能耗,提高生产效率,碳纤维材料逐渐应用于纺织机械设备零部件中。碳纤维具有重量轻、比强度高等优势,是要求较高的机械设备的理想轻质材料。下面简要介绍几种碳纤维在纺织机械中的应用形式。
梭子和箭杆:
梭子和箭杆是用于纺织机械的碳纤维复合材料的早期形式。每根木梭子杆重1.2kg,碳纤维杆重只0.1kg;木梭子的频率约为120-130次/min,碳纤维复合杆的频率至少可以翻倍;木梭子的使用寿命只为6个月,碳纤维复合杆的使用寿命为6-8年。 山西航天航空用碳纤维种类齐全找上海泰晟
上海泰晟电子科技发展有限公司成立于2011年,是集研发、销售、技术服务为一体的多元化销售服务型企业。产品涵盖各类阀门、塑料制品、管材管件、电容器用BOPP薄膜等几大项多个系列。并还从事计算机、网络信息科技专业领域内的技术开发、咨询、服务,软件设计开发、代理。以诚实、守信、负责、专业为企业文化,强调以实事求是的原则,对广大客户、公司、个人提供专业化的产品、技术和服务。经营产品应用于液晶、铜箔、电子铝箔、LED照明、环境工程、光伏、半导体芯片、环保、新能源等行业。