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日本碳纖維市場最新發展

2016-06-16

日本碳纖維市場最新發展

2016-01-21 
 

作為21世紀的新材料,很多人把碳纖維看成是“改變全球現存游戲格局”的潛力股。
“小身板”的碳纖維蘊涵著大能量,其在航天工業、國防軍工等領域大顯身手,被譽為工業界的“黑色黃金”。不過在這一領域,日本仍舊領先中國一步。
據《日經新聞》報道,日前,由日本東麗、帝人、三菱麗陽和東京大學等組成的研究團隊開發出一種新的碳纖維量產工藝,較傳統工藝的生產速度快10倍。
據了解,日本的碳纖維產量占全球市場份額的60%。該團隊開發出易于加工的新原料聚合物,并設法改進了加熱方法,簡化了生產工序。據悉,新工藝可使生產過程中的能源消耗和二氧化碳排放減半。
碳纖維是一種通過高溫加熱丙烯纖維后使其碳含量達到90%以上的纖維材料。該團隊研發出在高溫環境下不易熔化的丙烯纖維,無需再進行防止熔化的準備工序。
傳統工藝使用熔爐進行加熱生產,新工藝則用電磁波照射纖維進行直接加熱,縮短加熱時間的同時削減了能源消耗。
日本碳纖維行業新突破
電磁波碳化技術

電磁波碳化技術是指在大氣壓下,利用電磁波加熱技術對纖維進行碳化處理。

得到的碳纖維性能與高溫加熱生產的碳纖維基本相同,彈性模量可以達到240Gpa以上,斷裂伸長率也在1.5%以上,這在世界范圍內首次獲得成功。

此次開發的碳化技術,在對PAN基耐熱纖維絲束(12000—24000根)進行碳化處理時,首先對其纖維結構形成過程仔細調查,然后對碳化過程中纖維狀物質的電磁波加熱方法進行檢討,尋找合適的電磁波照射方式。

利用電磁波對纖維狀物質進行碳化處理,這樣一來就不需要高溫加熱用的炭化爐設備。這一過程不僅縮短了碳化所需時間,同時也降低了能量消耗,減少了CO2的排放。
等離子表面處理技術

目前,帝人東邦已經成功開發僅需數秒就可以控制碳纖維外觀性狀的等離子表面處理技術。

這一新技術,相比現有的電解質水溶液表面處理技術,大幅簡化了整個生產工藝,使能量消耗降低了50%。并且,經過等離子處理之后,發現纖維與樹脂基體的粘結性也有所提高。
未來,在碳纖維復合材料的量產化時代,這兩項技術將會被日本碳纖維企業應用于工業化量產進程。

這將極大程度地提高碳纖維的生產效率,并且減少了能源消耗與CO2排放,為滿足客戶需求提供了良好的解決方案。

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