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國產中間相瀝青基碳纖維實現量產

2019-09-24 16:20:56 來源:中國建材報
  本報訊   記者褚贊贊報道   遼寧諾科碳材料有限公司(以下簡稱諾科碳材)近日宣布,該公司20噸/年高模量(高導熱)中間相瀝青基碳纖維(MPCF)工業化生產線正式投產。這標志著我國首次突破中間相瀝青基碳纖維工業生產技術,同時填補了我國在此領域的空白。
  據了解,碳纖維是一種含碳量在90%以上,由片狀石墨微晶沿纖維軸方向堆砌而成的石墨微晶材料。碳纖維按照原料來源不同主要分為聚丙烯腈(PAN)基碳纖維、瀝青基碳纖維(MPCF)和粘膠基碳纖維。其中,瀝青基碳纖維根據原料和工藝的不同分為各向同性通用級瀝青基碳纖維和各向異性(又叫中間相)瀝青基碳纖維。
  中間相瀝青基碳纖維以重質芳烴為原料,重質芳烴通過原料精制、縮聚形成中間相瀝青前驅體,再經熔融紡絲、氧化、碳化、石墨化等一系列流程后成為高性能中間相瀝青基碳纖維。相較傳統聚丙烯腈基碳纖維,中間相瀝青基碳纖維具有比模量高、比強度高、導熱性能好、耐腐蝕、抗蠕變、熱膨脹系數低、耐高溫、電磁屏蔽等一系列優異性能。其中,最突出的性能是高模量和高導熱性,彈性模量能達到800GPa以上,導熱系數能達到800w/m·K以上,甚至超過1000w/m·K,更適合應用于衛星天線、火箭噴嘴、飛行器高剛度面板、飛行器電磁屏蔽防護系統等重要部位,也可應用于機器人手臂、壓力容器、電子產品熱管理、LED熱管理等,是發展高端裝備制造業的重要戰略物資。
  諾科碳材中間相瀝青基碳纖維具有高模量、高阻尼系數、高導熱、低電阻率、電磁屏蔽性能好等特點,將為航空航天、高端制造等領域提供關鍵材料支持,同時滿足全球相關行業對高模量、高導熱、高導電中間相瀝青基碳纖維產品不斷攀升的需求。
  據悉,瀝青基碳纖維的研究開始于20世紀50年代末期,20世紀60年代初由日本群馬大學研制成功,20世紀70年代美國UCC開發成功中間相瀝青基碳纖維(高性能瀝青基碳纖維),20世紀80年代初工業化,目前主要以日本三菱、日本石墨纖維和美國氰特為主。
  鑒于中間相瀝青基碳纖維在航空航天及現代高端裝備領域的重要意義,日美兩國對中間相瀝青基碳纖維生產技術嚴格保密封鎖,產品對包括我國在內的許多國家禁運。
  我國近幾十年一直投入科研力量開發中間相瀝青基碳纖維,這種努力延續至今,尚有眾多的科研機構、企業在不懈努力。諾科碳材創建于2015年,公司始終緊跟市場動態,注重產品研發與市場發展相結合,與上下游產業鏈保持密切聯系,積極關注碳纖維及復合材料行業的高新技術發展,加強與外部研究機構及企業合作,同時重視科研平臺的建設和技術人員的培養,具有瀝青合成、熔融紡絲、原絲熱處理、碳微球、聚雙環戊二烯、碳纖維上漿劑、碳纖維復合材料等先進專業的研發試驗平臺,通過這些研發平臺,不斷對瀝青基碳纖維產品進行深入研究,促進產品性能不斷優化、完善。
  自2008年以來,諾科碳材研發團隊就開始了以石油產重質芳烴為原料,制備中間相瀝青及其碳纖維的研發工作。得益于我國工業技術水平的提高,前人研發積累的寶貴經驗,以及諾科碳材團隊的不懈努力,諾科碳材終于實現了中間相瀝青基碳纖維的國產化技術突破。
  諾科碳材堅持從中間相瀝青合成做起,每一道工藝、每一步流程從無到有,一步一個腳印,逐個實現突破。目前,該公司已完成一期工程20噸/年高模量(高導熱)中間相瀝青基碳纖維項目,第二期1200噸/年中間相瀝青基碳纖維項目正在實施中
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