碳纤维市场需求与用途
我国从20世纪60年代后期开始研制碳纤维,历经近40年的漫长历程。在此期间,由于国外把碳纤维生产技术列入禁运之列,严格控制封锁,制约了我国碳纤维工业的发展。我国科技工作者发扬自力更生的精神,从无到有,逐步建成了碳纤维的工业雏型。20世纪70年代初突破连续化工艺,1976年在中科院山西煤炭化学研究所建成我国第一条PAN基碳纤维扩大试验生产线,生产能力为2t/a;20世纪80年**展了高强型碳纤维的研究,于1998年建成一条新的中试生产线,规模为40t/a。我国主要研究单位有山西煤化所、上海合纤所、北京化工大学、山东工业大学、东华大学、安徽大学、浙江大学、长春工业大学等。
目前国内小规模PAN基碳纤维生产企业和科研院所共十余家,大生产企业为吉化公司,生产能力100t/a;现有装置生产总能力号称300t/a,实际年产量不足100t;且产品质量不稳定,达不到T300的水平。目前制约我国碳纤维发展的首要原因是PAN原丝质量不过关,其它原因还有生产技术及设备等。
随着我国经济的快速发展,碳纤维需求与日俱增,虽然国际上一些公司T300级原丝和碳纤维产品对我国开始解冻,但碳纤维及其复合材料的生产是关系到国防建设的高科技技术,必须立足国内。所以,研制生产高性能、高质量的碳纤维,以满足和民用产品的需求,扭转大量进口的局面,是我国碳纤维工业发展亟待 解决的问题。碳纤维已被列为国家化纤行业重点扶持的新产品。当水泥浆压至抽真空端时,开启抽真空端锚锚具的密封盖帽上的观察孔。从观察孔流出的水泥浆无气泡和微沫浆,且其稠度与规定关于配筋对混凝土极限拉伸的影响,在国内外是一个有争议的问题。一种观点认为,配筋对混凝土的极限拉伸没有影响;另一种观点认为,配筋可以提高混凝土的极限拉伸。但双方共同观点是,钢筋能起到控制裂缝扩展,减少裂缝宽度。混凝土材料是非匀质的,承受拉力作用时,截面中各质点受力是不均匀的,有大量不规则的应力集中点,这些点由于应力首先达到抗拉强度极限,引起了局部塑性变形,如钢筋,继续受力,便在应力集中处出现裂缝。如进行适当配筋,钢筋将约束混凝土的塑性变形,从而分担混凝土的内应力,推迟混凝土裂缝的出现,亦即提高了混凝士极限拉伸。大量工程实践证明,适当配筋能够提高混凝土的极限拉伸,无论对于温度应力或收缩应力,都能提高结构的抗裂性。稠度相同时,方可关闭观察孔。近期国内有多家企业拟建或正在建设碳纤维生产装置,如安徽蚌埠结构胶在一定的温度、湿度范围内,本身具有较高的强度,并与钢筋、混凝土、陶瓷、砖等材料有极高的粘合力,抗拉、抗剪、抗压强度能满足一般结构受力要求。灯芯绒集团与华源集团合合理的混凝土配合比,优质的原材料是大体积混凝土温控成功的基础,通过对原材料配合比的优化,可以降低混凝土内部温度:合理的施工组织,正确的施工方案与有效的温控方案是大体积混凝土温控成推进人性化管理模式,提高项目所有人员的工作积极性,让所有员工知道,只要踏踏实实、勤勤恳恳工作,为项目创造经济效益了必然会得到回报;关心员工身心健康,丰富员工业余生活,在项目部形成一种团结、和谐的氛围,生产管理人员和技术人员共同努力,运用集体智慧,发扬团队精神,有困难大家一起扛,有利益大家一起分享,增强集体的战斗力。功的保证。另外,大体积混凝土的温度数值计算对边界条件非常敏感,对大体积混凝土温度梯度和温差问题需要以后进一步研究。作建设安徽华皖碳纤维有限公司一期500t/aPAN原丝和200t/a碳纤维工程,于2005年初建成投产,总投资超过2亿元。PAN原丝采用亚砜一步法,技术由国外引进,产品以12K的T300级碳纤维为主导产品,并准备引进成熟的预浸料生产线。华皖碳纤维公司二期建设规模将使碳纤维产量翻一番达到400t/a。此外,山东、浙江、广西等地也有拟建碳纤维生产线的计划。
三、碳纤维市场需求与用途
2008年我国全面启动和实施的大飞机重大专项整体配套项目中,包括了碳纤维在内的诸多化工新材料项目,随着以该专项为代表的国内各领域对碳纤维产品的需求增加,许多碳纤维研究项目或千吨级产业化项目纷纷启动。由于我国碳纤维行业缺乏具有自主知识产权的核心产业化技术,产业发展不会一蹴而就。在高性能碳纤维复合材料项目中,国家将重点支持千吨级高性能碳纤维和聚丙烯腈原丝生产工艺技术,预氧化炉、碳化炉等大型关键设备制造,纺丝油剂、碳纤维上浆剂、预浸料等重要辅助材料开发,以及高性能树脂基体材料开发、高性能碳纤维复合材料应用技术的产业化等。
据了解,目前全球碳纤维产能约3.5万吨,我国市场年需求量6500吨左右,属于碳纤维消费大国。但我国碳纤维2007年产能仅200吨左右,而且主要是低性能产品,没有形成规模化产业,绝大部分依赖进口,价格非常昂贵,比如标准型T300市场价格曾高达4000元/千克~5000元/千克。由于缺少具有自主知识产权的技术支撑,国内企业目前尚未掌握完整的碳纤维核心关键技术。我国碳纤维的质量、技术和生产规模与国外差距很大,其中高性能碳纤维技术更是被西方国家垄断和封锁。
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