欢迎您来到上海悍马建筑官方网站! 联系悍马收藏网站在线留言网站地图ENGLISH工程信息下载工程信息下载

悍马加固材料

畅销全球60国17年加固材料行业国际大品牌

连续9年获得《中国人保》承保24h咨询热线
400-012-6012

服务号服务号

热门关键词搜索: 灌注胶粘钢胶加固材料大全植筋胶碳纤维布

当前位置:首页 » 悍马加固材料资讯中心 » 行业新闻 » 从原丝到成品,碳纤维的前世今生都在这里!

从原丝到成品,碳纤维的前世今生都在这里!

文章出处:人气:-发表时间:2022-01-14 17:00【

碳纤维复合材料,是近年来炙手可热的新型结构加固材料,像常见的碳纤维布、碳纤维板等,已经广泛应用在加固工程之中,虽然大多数人对碳纤维材料的优势已经非常了解,但对它的成型工艺却有点陌生,今天就好好为大家介绍一下。


图片


碳纤维是一种含碳量超过95%的纤维材料,具有优异的力学、化学、电学等优良特性,是”新材料之王”,是军民发展不可缺少的战略性材料,价格非常昂贵,通常又被称为”黑黄金”。


图片


碳纤维生产工艺技术发展到今,已然成熟,随着碳纤维复合材料不断发展,越来越受各行各业的青睐,尤其是航空、汽车、轨道、风电叶片等强劲增长以及其带动作用,碳纤维产业发展前景更加广阔。


碳纤维产业链可以分为上游和下游。上游通常是指生产碳纤维专用的材料;下游通常是指生产碳纤维应用部件的产品。介于上下游之间的企业可以认为他们是碳纤维生产工艺中的设备提供商。如图:


图片


碳纤维产业链上游从原丝到碳纤维整个过程,需要经过氧化炉、碳化炉、石墨化炉、表面处理、上浆等工艺,将以聚丙烯腈结构为主的原丝经过碳化等工艺变为以石墨纤维结构为主的碳纤维。


碳纤维产业链上游属于石油化工行业,主要通过原油炼制、裂解、氨氧化等工序获得丙烯腈;碳纤维企业通过对以丙烯腈为主的原材料进行聚合反应生成聚丙烯腈,再以其纺丝获得聚丙烯腈原丝,对原丝进行预氧化、碳化等工艺制得碳纤维,通过对碳纤维和高质量树脂的加工以获得碳纤维复合材料以满足应用需求。


碳纤维的生产流程主要包括:拉丝、牵伸、稳定、碳化、石墨化。具体如图所示:


图片


拉丝:这是碳纤维生产过程中的第一步,主要把原材料分离成纤,属于物理变化,在这过程中,纺丝液细流与凝固液之间的传质、传热,最后PAN沉析形成凝胶结构的丝条。


牵伸:要求温度为100到300度,结合定向纤维的拉伸效应来操作。也是PAN纤维的高模量、高强化、致密化和细化的关键步骤。


稳定:使用400度加热氧化的方法使热塑性PAN线形大分子链转化为非塑性耐热梯形结构,使其在高温下不熔不燃,保持纤维形态,热力学处于稳定状态。


碳化:需要在温度1千到2千度,将PAN中非碳元素驱除,最后生成含碳量90%以上的具有乱层石墨结构的碳纤维。


石墨化:需要温度在2千到3千度,将无定型、乱层结构的碳化材料向三维石墨结构转化,是提高碳纤维模量的主要技术措施。


图片


碳纤维从原丝生产工艺到制成品的详细过程就是由上道原丝生产工艺产出PAN原丝,经过送丝架湿热预牵伸后,由牵伸机器依次传送到预氧化炉,经过数台预氧化炉群的不同梯度的温度烤化后,形成氧化纤维即预氧丝;预氧丝经过中温、高温碳化炉后形成碳纤维;碳纤维再经过最终的表面处理上浆、干燥等工艺得到碳纤维成品。


其中碳纤维编织作为碳纤维布从原丝到成品中一个必不可少的工艺过程,其对机械加工能力和工艺流程的要求非常高。


图片

传统的编织机器是撞式引纬线,容易磨损碳丝,出现缺纬断纬的情况,导致碳布大肚子波浪状。上海悍马引进5台先进的德国多尼尔织布机,点到点积极式引纬。纬线穿引好之后,经线才闭合,不会出现磨损碳丝及缺纬断纬的情况,同时解决了碳纤维布大肚子和波浪状的问题。全程智能化电脑控制,绝对不会缺斤少两。

成型碳布平整度对比



图片

进口智能化碳纤维织造机织出来的碳布均匀平整度好,一眼望去表面平整光滑,碳丝顺直,而且施工时易渗透和粘贴,广受好评。

而国产传统的碳布织机织出来的碳布对平整度的把控并不如进口织机,织出来的碳布表面粗糙,丝束不均,纬线参差不齐,不易粘贴施工。我们知道,碳纤维布表面的平整度很大程度上决定碳布是否容易渗透和粘贴,而碳布粘贴牢固才能发挥它的性能,所以这一点至关重要。

经纬张力控制对比

图片

由于进口碳布织造机采用的是全电脑系统来精确控制经纬张拉,点到点积极式引纬,使得碳丝紧绷,张力恒定分布均匀,所以能够发挥每根碳丝的强度。

而国产传统织机设备陈旧,全凭机器机械控制经纬张力,导致有些地方碳丝紧绷,有些地方碳丝松垮,张力分布不均匀,碳布变形损伤大,强度受损。

成型碳布强度对比

图片

进口碳布织造机对碳丝无损伤,织造出来的碳布无断丝、抽丝、毛糙等现象,对成型碳布的强度无损伤。

普通国产编织机编织时断丝、起毛现象频发,成型碳布的强度当然会受到影响。

碳布生产效率对比

图片

进口碳布织造机造价约为国产设备的50倍,但一分钱一分货,它的生产效率达到国产设备的3倍,依据悍马的情况,高品质碳纤维布的年产量可达500万平,常规库存15万平/天,可以全天候保障大型项目及时供货。

而国产传统织机年产量小,存储量小,无法应对大工程所需量。

碳布宽幅定制对比

图片

进口碳布织造机先进设备不仅产量大,而且可以定制不同宽度的碳纤维布,定制宽度可达2.3米!确保织造过程中品质稳定;而国产传统织机碳纤维布的宽度只能达到1.2米。

除此之外,上海悍马还斥巨资打造碳纤维布3D施工视频,从原丝选择→成品加工→现场施工,为您提供一站式优质服务。




此文关键字:加固材料 悍马加固材料

相关资讯