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)原丝生产碳开展了钢筋混凝土梁桥加固后可靠性研究工作[71。研究表明影响粘钢加固后钢筋混凝土梁桥构件可靠指标的因素中,活荷载变异系数、钢板厚度对可靠指标影响较大,而恒荷载的变异系数对可靠指标的影响不是特别明显。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23165t/a,占73.4%,大丝束碳纤维约为8400t/a,占26.6%;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,占世界受拉钢筋屈服后,粘结层剂萬碳坏这种碳坏发生在精贴二层碳纤维布的试验梁中。同第一种碳坏过程一样,随者荷載增加,製缝稳定向上发展。加载到中后期,裂缝开始分出许多从属裂缝,并发出微小的脆响声。继续加载后,可听到更大的脆响声,剪時区某处先发生剥高,且在试验梁側面、竖向製整端部或存在初始缺陷的地方也出現局部割高,剥高现象随着荷载增加而向两側发展。纵向受拉钢筋达到屈服以后,剥高現象更加严重,梁顶混凝土起皮且出现水平製鑓。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。