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韩国三南推迟QTA装置定期检修
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优质聚合级对苯二甲酸(QTA、EPTA)工艺
缩聚工序不稳因素对聚酯长丝的影响
1)、人造丝基碳纤维
为了满足宇宙开发及军用火箭中烧蚀材料的需求,1950年美国空军开始对碳纤维进行研究,1959年美国联合炭化公司(UCC)实现了粘胶人造丝制造碳纤维的工业化生产。但是,由于生产人造丝基碳纤维的工艺苛刻、炭化收率低和产品的综合性能指标欠佳等原因,目前已经逐步萎缩。不过因它的密度小、碱金属含量低,晶体无序排列、导热系数小以及耐烧蚀等独特性能,目前世界上仍保留约100
吨/年左右的生产能力,主要用于航天和战略武器的防热和耐烧蚀材料。
2)、聚丙烯腈基(PAN)碳纤维
1962年日本炭公司在进藤昭男研究聚丙烯腈纤维炭化工作的基础上,以聚丙烯腈纤维为原料,经预氧化、炭化制成了通用级碳纤维。1964年英国皇家航空研究所的W·Watt
等人在预氧化和炭化过程中施加张力牵伸,打通了制造高性能聚丙烯腈基碳纤维的工艺流程。聚丙烯腈基碳纤维工业化已有40年的历史,已具有较丰富的实际生产经验,有关基础研究工作进行得比较全面,基于原丝、预氧化和炭化工艺不断改进,现已能获得高力学性能的产品。目前在高性能复合材料中,聚丙烯腈基碳纤维占主导地位,成为碳纤维的主流。
3)、沥青基碳纤维
与聚丙烯腈基碳纤维相比,沥青基碳纤维发展相对滞后,1963年日本大谷杉郎就发现聚氯乙烯热解沥青、木质素沥青和煤油沥青,再经过纺丝、预氧化、炭化都可制成碳纤维。1970年日本吴羽化学工业公司在大谷杉郎研究工作的基础上建成了每月10t规模通用级碳纤维短丝的生产装置。1976年美国联合炭化公司(UCC)从中间相沥青制得高性能碳纤维,建成了年产230t规模的装置。然而鉴于其技术难度大,其后基本上再没有新的企业参与开发,直到1985
年日本在该领域的研究取得新的突破性进展以后,才在钢铁、石油、煤炭、化纤等行业重新掀起了试生产的高潮。1987年9月日本三菱、旭化成建成了年产500t高性能沥青基碳纤维装置,这标志着沥青基碳纤维已处于工业化过渡的新阶段。沥青基碳纤维的炭化收率比聚丙烯腈基高,原料沥青价格也远比聚丙烯腈便宜,在理论上这些差别将使沥青基碳纤维的成本比聚丙烯腈基碳纤维低。然而要制得高性能碳纤维,原料沥青中的杂质等必须完全脱除,沥青转化为中间相沥青,这使得高性能沥青基碳纤维的成本大大增加。实际上高性能沥青基碳纤维的成本反而比聚丙烯腈基碳纤维高。故目前仅限于只追求性能而不计成本的极少数如宇航部门使用。
以上三种碳纤维已形成了三大原料体系,由于聚丙烯腈基碳纤维的性能价格比最高,以及其制造工艺的成熟,使其成为碳纤维的主流,占碳纤维总产量的70%以上。
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