碳纤维总类
二、聚丙烯腈基碳纤维发展现况
2.1世界总况
1959年日本的进藤昭男发明了用聚丙烯腈(PAN)原丝生产碳纤维的方法。1969年,日本东丽公司研究成功特殊的单体共聚PAN基碳纤维,结合美国联合碳化物公司(Union Carbide)的碳化技术,生产出高强度、高模量碳纤维。20世纪70年代末以来,国外许多以PAN纤维为原料制造碳纤维的厂家既然完全防止裂缝发生在实际上是不可能的,而裂缝发生的部位及大小并不见得都会发生危害,一味地以人力、财力来控制裂缝不发生似乎不合经济性,因此正确的态度是避免有害裂缝的发生,把裂缝控制在合理的范围之内。裂缝宽度控制是以裂缝会发生、但不产生各种性能上的危害为前提。各国对混凝土允许裂缝宽度的规定不完全相同,这是因为建筑物的地区条件、使用条件、材料标准、测试方法、习惯采用的保护层厚度等不同所致。同时混凝土裂缝的控制应包括控制裂缝出现的时间、控制裂缝出现的部位以及控制裂缝出现的宽度。可以说裂缝控制是一个动态复杂的过程,不应该单单着眼于某一方面的静态的控制,要关注在什么样的部位允许在什么样的时间出现多大的裂缝。在原料供应及碳纤维的生产、供销方面进行广泛合作与竞争,促进了PAN基碳纤维工业的长足发展。特别是进入90年代以后,由于PAN基碳纤维性能优越,应用领域日益扩展。
目前世界PAN基碳纤维已进入发展旺盛的成熟期,主要表现为:
1)PAN基碳纤维产量急剧提高,生产规模大型化,产品价格下降。2)PAN基碳纤维生产工艺、设备、技术不断改进,碳纤维性能不断提高。如:日本东丽公司已开发出高强型T1000系列碳纤维,抗拉模量295GPa,拉伸强度达7.05GPa,而其高强高模MSJ型抗拉模量达640GPa,抗拉强度为3.62GPa。3)应用范围从少数高科技领域、军事部门扩展到整个工业民用的各个部门。
目前,聚丙烯腈基碳纤维产量约占全球碳纤维总产量的90%,生产能力约为31565t/a,其中小丝束碳纤维约为真空压浆的浆体在管道内充盈程度A、推拉理论:在封闭的孔道中,我们把浆液视为动的液柱的话,进浆端的正压力将液柱一方面源源不断的压注进入管道,一方面给液柱施加一强大的推力;另一方面,出浆口端的真空泵给液柱施加的拉力,这一真空作形成的拉力给传统压浆赋予神奇的变化。23165t/a,占73.4%,大丝束碳纤维约为8400t/a,占26.6但是,由于我国存在着广泛的氯化物为主的腐蚀性环境,包括海洋与沿海、北方地区在冬季撒化冰盐和工业盐污染的环境等,氯离子侵蚀造成混凝土中钢筋的腐蚀越来越严重,不少构筑物都出现了钢筋腐蚀的问题。近年来的工程调查表明,钢筋混凝土腐蚀破坏的情况已非常严重(例如,有的海港码头的钢筋混凝土梁、板等使用不到10年就出现因钢筋腐蚀造成的顺筋开裂、剥落。%;日本东丽、东邦和三菱三家公司的高性能小丝束碳纤维生产能力合计为17500t/a,占世界高性能小丝束碳纤维总能力的75.5%,基本控制了世界高性能小丝束碳纤维的生产。
聚丙烯腈基大丝束碳纤维世界总生产能力为8400t/a,福塔菲尔(Fort-afil)、卓尔泰克(Zohek)、阿尔迪拉(Aldila)、爱斯奇爱尔(SGL)等四家公司垄断了世界聚丙烯腈基大丝束碳纤维的生产。其中福塔菲尔公司为3500t/a,占世界聚丙烯腈基大丝束碳纤维总生产能力的41.7%,居世界的首位。