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中科院山西煤化所宋怀河、刘朗、张碧江对均四甲苯合成中间相沥青做了大量研究工作,为合成沥青制备碳纤维探索了新的技术路线,还有许多研究者采用不同种类催化剂如超酸ZrO2/SO及铁系催化剂(二茂铁、苯甲酸铁、萘酸铁)来制备中间相沥青
中间相沥青经加氢反应变为部分氢化的稠环芳烃。由于碳原子轨道及分子结构的改变,减轻了π电子共轭体系,增加了空同阻碍,分子间的相互作用减弱,形成高分子量、低熔融温度和低黏度的沥青
两段加压-真空法和空气回流吹扫法分别制得的AC99.9%、SP305~325℃和AC95%、SP315℃的中间相沥青,这种方法所得沥青软化点较高。为降低软化点,提高可纺性,北京化工大学化曾民研究组采用简易的热致改性法,制取高性能中间相沥青碳(石墨)纤维
无张力下稳定化纤维取向度降低,最终的CF性能受影响。一般在张力负荷下进行稳定化,这种情况下,纤维的热收缩被压抑,甚至会伸长,这种伸长是由于非环化区的塑性变形所致
纺丝原液经计量泵计量后,再经喷丝孔而进入凝固浴,凝固浴一般为制备纺丝原液时所用溶剂的水溶液
由于C/C复合材料具有耐高温、低密度、高比强度和比模最及耐腐蚀等诸多优异的性能,它兼其结构材料和功能材料的双承特性,因而自其被发明以来,就得到了各国军方的高度重视,首先应用于军事领域,在航天、航空等领域得到了迅速的应用发展。近年来,随着C/C复合材料的技术不断的成熟与发展,其成本逐年下降,使其向民用领域的推广应用逐渐成为现实。
经上胶剂处理的碳纤维制得的复合材料的层同剪切强度比未经上胶剂处理的有不同幅度的提高,但对不同性能的碳纤维如聚丙烯腈基碳纤维、石墨纤维、沥青基碳纤维其作用是不同的
GPCF价格便宜,而且具有碳材料的典型性能,如轻质、导电、耐热、耐磨、化学稳定性好等特性,适用于汽车刹车片、密封材料及隔热材料,既能替代石棉制品,还可用于电磁屏蔽材料、抗静电刷、防火胶、音响材料以及军队用的防护胶和防毒面具等
沥青基碳(石墨)纤维显示出PAN基碳(石墨)纤维不具有的性能,尽管PAN基碳(石墨)纤维在模量220GPa时有很优异的拉伸强度,但强度随着理论模量的增加而降低,而拉伸模量的限为700GPa左右
碳纤维制造方法分为有机纤维法和气相生长法两大类,有机纤维法即采用有机纤维为原料,目前工业上生产碳纤维的原料主要有黏胶、聚丙烯腈和沥青纤维三大类,各种不同原料经纺丝、氧化、碳化、石墨化、表面处理、上胶、卷绕及包装,分别制得各种不同性能的碳和石墨纤维