聚丙烯腈基碳纖維發(fā)展簡史及生產(chǎn)應用概述

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1、聚丙烯腈基碳纖維發(fā)展簡史及生產(chǎn)應用概述姓名：學院：學號：日期：23目錄引言5一、碳纖維的發(fā)展史51.1碳纖維的先驅(qū)——斯旺和愛迪生51.2碳纖維的三大原料路線51.3聚丙烯腈碳纖維的發(fā)明者――近藤昭男61.4從日本東麗公司碳纖維發(fā)展歷程看PAN基原絲的重要性61.5我國研制PAN基碳纖維的歷程6二、聚丙烯腈基碳纖維概要72.1聚丙烯腈纖維的形態(tài)結(jié)構72.2聚丙烯腈纖維的性能特征72.3聚丙烯腈纖維的紡絲技術92.4聚丙烯腈基纖維的制備9三、聚丙烯腈基碳纖維的生產(chǎn)工藝103.1基纖維—聚丙烯腈的生產(chǎn)工藝流程103.1.1聚丙烯腈共聚物的制備103.1.2聚丙烯腈

2、纖維的紡絲與牽伸113.2PAN基碳纖維生產(chǎn)工藝流程113.3工藝設備的選配及布置12四、聚丙烯腈基碳纖維的應用及相關標準144.1聚丙烯腈基碳纖維的主要應用144.1.1航空航天144.1.2文體和醫(yī)療用品144.1.3一般工業(yè)144.1.4聚丙烯腈基碳纖維的相關標準15五、聚丙烯腈基碳纖維制備成本構成分析及其控制155.1年產(chǎn)500tPAN基碳纖維生產(chǎn)成本構成及規(guī)模效益成本分析155.1.1PAN原絲生產(chǎn)成本構成165.1.2碳纖維生產(chǎn)成本構成165.1.3規(guī)模效益成本預測及分析165.2降低碳纖維生產(chǎn)成本控制措施的探討185.2.1工藝改進，提高產(chǎn)品產(chǎn)量

3、與品質(zhì)185.2.2能源綜合利用，降低生產(chǎn)成本185.2.3生產(chǎn)設備國產(chǎn)化，降低一次性設備（固定資產(chǎn)）投入19六、國內(nèi)外聚丙烯腈基碳纖維的發(fā)展現(xiàn)狀196.1國外PAN基碳纖維成產(chǎn)現(xiàn)狀196.2全球碳纖維的發(fā)展態(tài)勢206.3我國與世界ＰＡＮ基碳纖維科研技術先進國家之間的比較20236.3.1我國PAN基碳纖維的歷程206.3.2東麗公司Ｔ３００與國產(chǎn)ＧＣＦ的性能對比21參考文獻2323聚丙烯腈基碳纖維發(fā)展簡史及生產(chǎn)應用概述摘要：聚丙烯腈基碳纖維為人造合成纖維，是一種力學性能優(yōu)異的新材料，在航空航天、建筑、體育、汽車、醫(yī)療等領域得到廣泛的應用。生產(chǎn)碳纖維采用特殊組

4、分且性能優(yōu)異的專用PAN基纖維即ＰＡＮ原絲。本文簡要介紹聚丙烯腈碳纖維的發(fā)展歷史，國內(nèi)外PAN基碳纖維的發(fā)展概況和現(xiàn)狀，ＰＡＮ基碳纖維的應用及相關標準，重點介紹PAN基碳纖維的結(jié)構、性能、紡絲、制備等技術，重點分析聚丙烯腈基碳纖維制備成本構成及其控制，就國內(nèi)外聚丙烯腈基碳纖維的發(fā)展現(xiàn)狀作簡要概述，并針對國內(nèi)碳纖維生產(chǎn)發(fā)展上的一些問題作簡要分析。關鍵字：聚丙烯腈碳纖維生產(chǎn)工藝發(fā)展23引言碳纖維是一種比強度、比模量高的增強型和功能型新型纖維材料,是在世紀年代迅速發(fā)展起來的高科技產(chǎn)品。它具有密度低、耐熱、耐化學腐蝕、耐摩擦、耐熱沖擊性能和導電、導熱、抗輻射、良好的阻

5、尼、減震、降噪等一系列綜合性能,作為纖維它還具有柔軟性和可編、可紡織性,特別突出的是它的高比強度和高比模量兩大特性,使得它被廣泛應用于航空航天、國防軍事等尖端領域以及高級體育用品、醫(yī)療器械等民用用途。近年來隨著應用領域的技術開發(fā),碳纖維的價格降低,使碳纖維的一般工業(yè)用途尤其是作為復合增強材料更取得了新的進展與突破,還會得到迅猛的發(fā)展。制備碳纖維的前驅(qū)體有很多,可以用粘膠纖維、瀝青、聚丙烯臘、聚乙烯醇、木質(zhì)素、聚氯乙烯、酚醛樹脂、聚苯并噬哇等為原料,但到目前為止,取得工業(yè)規(guī)模生產(chǎn)的僅僅有聚丙烯睛、粘膠和瀝青種,其中聚丙烯睛基碳纖維綜合性能最好,產(chǎn)量占以上瀝青基碳

6、纖維在強度等性能方面稍差,但成本較低,也有一定的需求粘膠基碳纖維生產(chǎn)工藝復雜,碳化收率低,成本高,一般僅限于軍事領域高技術產(chǎn)品應用。碳纖維按性能可以分為高強度、高模量碳纖維、活性炭纖維和離子交換碳纖維。一、碳纖維的發(fā)展史1.1碳纖維的先驅(qū)——斯旺和愛迪生碳纖維的起源可追溯到19世紀60年代，1860年，英國人約瑟夫·斯旺用碳絲制作燈泡的燈絲早于美國人愛迪生。十九世紀后期他倆各自設計出了白熾燈泡．他是研制碳絲的第一人，同時他的利用擠壓纖維素成纖技術為后來合成纖維的問世起到了啟迪作用。愛迪生解決了碳絲應用與白熾燈的燈絲問題，他發(fā)明的電燈，這也是碳絲第一次得到了實際

7、應用。1910年庫里奇發(fā)明了拉制鎢絲取代了碳絲作為燈絲，從此碳絲的研制工作停止了下來。指導了20世紀50年代碳絲的研制又重新出現(xiàn)在現(xiàn)在的材料科學的舞臺上，但研究的目的是為了解決戰(zhàn)略武器的耐高溫和耐燒耐腐蝕材料，今天的碳纖維已經(jīng)形成了一個舉足輕重的新型材料體系，已廣泛應用于航空、軍事和民用工業(yè)領域，而且仍在強勁發(fā)展。1.2碳纖維的三大原料路線黏膠基碳纖維、聚丙烯腈基碳纖維、瀝青基碳纖維，其中以聚丙烯腈基碳纖維應用最為廣泛，也是本文將要為大家介紹的。231.3聚丙烯腈碳纖維的發(fā)明者――近藤昭男近藤昭男從業(yè)于大阪工業(yè)大學技術實驗所，在碳研究室從事于碳素的崩散現(xiàn)象和碳

8、素的崩散碳素膠狀粒子的研究。他研究了應