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俄羅斯碳纖維科研三向進(jìn)展
2010-6-24 來源:中國(guó)聚合物網(wǎng)
關(guān)鍵詞:碳纖維 復(fù)合材料 聚丙烯
    自前蘇聯(lián)解體后粘膠基碳纖維的研發(fā)主要?dú)w屬于白俄羅斯,因此俄羅斯的碳纖維研究主要針對(duì)聚丙烯腈基碳纖維。其研究方向主要包括以下三個(gè)方面。
    首先是碳纖維制造工藝的改進(jìn)。俄羅斯“碳化學(xué)纖維”科學(xué)研究中心改進(jìn)了聚丙烯腈成絲工藝,引入干濕法成絲,中間線密度165~500tex、速度90m/min,在離心機(jī)收絲時(shí)雙倍牽伸,這時(shí)成絲捻度為60~80捻/m,二次牽伸成絲捻度降為 10~15捻/m,然后并絲,10根絲并成一股絲束。連續(xù)加工此絲束,在俄羅斯所產(chǎn)的后牽伸機(jī)上以30m/min的速度牽伸,增塑牽伸4~5次,然后水洗、增柔、干燥、熱牽伸、繞絲。此法成絲速度快,一股絲束包括10根絲,相當(dāng)于將成絲生產(chǎn)率提高10倍。據(jù)專家介紹,另外改進(jìn)了1K碳纖維絲生產(chǎn)工藝,采用成組絲氧化和碳化熱加工,10根絲集成1組,每根絲10捻/m,熱加工后再分成單獨(dú)的絲,這相當(dāng)于在生產(chǎn)中加工 10K絲,使1K絲成本不致過多地高于其他品牌。
    二是碳纖維復(fù)合材料的研究。在俄羅斯生產(chǎn)碳纖維需要很高的費(fèi)用,如強(qiáng)力為100~120N/mm2的碳纖維條子,每千克生產(chǎn)費(fèi)用可達(dá)1萬多盧布;俄羅斯致力于開發(fā)碳纖維與玄武巖纖維長(zhǎng)絲、碳纖維與玻璃纖維絲的復(fù)合材料,目的是降低成本。據(jù)了解,俄羅斯薩拉多夫大學(xué)通過研究,在碳纖維復(fù)合材料中加入10%~40% 不等的玄武巖絲,而玄武巖絲用酚醛樹脂浸漬過,這樣能增強(qiáng)碳纖維與玄武巖纖維之間的理化粘合作用,制成復(fù)合材料后性能接近純粹的碳纖維復(fù)合材料,但價(jià)格卻相對(duì)較低。    最后碳纖維的三維編織包覆材料。莫斯科國(guó)家設(shè)計(jì)和工藝大學(xué)、國(guó)家航空工藝研究院一起研制碳纖維(或碳纖維與玻璃纖維)的三維編織物,用于包覆或制造航空工業(yè)零部件,以期用碳纖維代替部分貴金屬、提高零部件性能,減輕飛機(jī)重量、節(jié)省能耗。其中包括:飛機(jī)舷窗框增強(qiáng)包覆材料、飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)排風(fēng)葉片、整塊無縫飛機(jī)機(jī)身(模型)包覆材料等,特點(diǎn)是按照被包覆的三維形狀進(jìn)行編織,織物有一定的彎曲度,包覆后零部件與材料之間貼合良好,無折皺。
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(苒兒)