国产中间相沥青基碳纤维实现量产

2019-11-09 13:59:53 来源:中国建材报
  本报讯   记者褚赞赞报道   辽宁诺科碳材料有限公司(以下简称诺科碳材)近日宣布,该公司20吨/年高模量(高导热)中间相沥青基碳纤维(MPCF)工业化生产线正式投产。这标志着我国首次突破中间相沥青基碳纤维工业生产技术,同时填补了我国在此领域的空白。
  据了解,碳纤维是一种含碳量在90%以上,由片状石墨微晶沿纤维轴方向堆砌而成的石墨微晶材料。碳纤维按照原料来源不同主要分为聚丙烯腈(PAN)基碳纤维、沥青基碳纤维(MPCF)和粘胶基碳纤维。其中,沥青基碳纤维根据原料和工艺的不同分为各向同性通用级沥青基碳纤维和各向异性(又叫中间相)沥青基碳纤维。
  中间相沥青基碳纤维以重质芳烃为原料,重质芳烃通过原料精制、缩聚形成中间相沥青前驱体,再经熔融纺丝、氧化、碳化、石墨化等一系列流程后成为高性能中间相沥青基碳纤维。相较传统聚丙烯腈基碳纤维,中间相沥青基碳纤维具有比模量高、比强度高、导热性能好、耐腐蚀、抗蠕变、热膨胀系数低、耐高温、电磁屏蔽等一系列优异性能。其中,最突出的性能是高模量和高导热性,弹性模量能达到800GPa以上,导热系数能达到800w/m·K以上,甚至超过1000w/m·K,更适合应用于卫星天线、火箭喷嘴、飞行器高刚度面板、飞行器电磁屏蔽防护系统等重要部位,也可应用于机器人手臂、压力容器、电子产品热管理、LED热管理等,是发展高端装备制造业的重要战略物资。
  诺科碳材中间相沥青基碳纤维具有高模量、高阻尼系数、高导热、低电阻率、电磁屏蔽性能好等特点,将为航空航天、高端制造等领域提供关键材料支持,同时满足全球相关行业对高模量、高导热、高导电中间相沥青基碳纤维产品不断攀升的需求。
  据悉,沥青基碳纤维的研究开始于20世纪50年代末期,20世纪60年代初由日本群马大学研制成功,20世纪70年代美国UCC开发成功中间相沥青基碳纤维(高性能沥青基碳纤维),20世纪80年代初工业化,目前主要以日本三菱、日本石墨纤维和美国氰特为主。
  鉴于中间相沥青基碳纤维在航空航天及现代高端装备领域的重要意义,日美两国对中间相沥青基碳纤维生产技术严格保密封锁,产品对包括我国在内的许多国家禁运。
  我国近几十年一直投入科研力量开发中间相沥青基碳纤维,这种努力延续至今,尚有众多的科研机构、企业在不懈努力。诺科碳材创建于2015年,公司始终紧跟市场动态,注重产品研发与市场发展相结合,与上下游产业链保持密切联系,积极关注碳纤维及复合材料行业的高新技术发展,加强与外部研究机构及企业合作,同时重视科研平台的建设和技术人员的培养,具有沥青合成、熔融纺丝、原丝热处理、碳微球、聚双环戊二烯、碳纤维上浆剂、碳纤维复合材料等先进专业的研发试验平台,通过这些研发平台,不断对沥青基碳纤维产品进行深入研究,促进产品性能不断优化、完善。
  自2008年以来,诺科碳材研发团队就开始了以石油产重质芳烃为原料,制备中间相沥青及其碳纤维的研发工作。得益于我国工业技术水平的提高,前人研发积累的宝贵经验,以及诺科碳材团队的不懈努力,诺科碳材终于实现了中间相沥青基碳纤维的国产化技术突破。
  诺科碳材坚持从中间相沥青合成做起,每一道工艺、每一步流程从无到有,一步一个脚印,逐个实现突破。目前,该公司已完成一期工程20吨/年高模量(高导热)中间相沥青基碳纤维项目,第二期1200吨/年中间相沥青基碳纤维项目正在实施中