东丽碳纤维牌号命名规则
碳纤维国家标准解读及产品系列化考量
碳纤维国家标准解读及产品系列化考量作者:李书乡高爱君马全胜来源:《新材料产业》 2012年第2期文/李书乡高爱君马全胜碳纤维制备及工程化国家工程实验室威海拓展纤维有限公司碳纤维是国民经济、国防军工、宇航工业不可缺少的先进材料。
近年来,国内涌现出一大批碳纤维生产厂家,所生产的产品规格不一,呈现出多、杂、散的局面,对用户的使用造成了极大的困扰,同时也不利于生产厂家的进一步发展,因此我国碳纤维迫切需要统一标准,对碳纤维行业进行规范,以促使我国碳纤维产品的质量水平不断提高,满足社会发展的需求。
2009年2月,全国纤维增强塑料标准化技术委员会下发了文件增塑标(2009)字第(02)号文件“关于转发2008年第三批国家标准制修订计划项目的通知”,其中转发了国家标准化管理委员会以国标委综合[2008]154号文件下达的“关于下达2008年第三批国家标准制修订计划的通知”,项目编号20082060- T,其中包括《碳纤维》国家标准的编制,负责《碳纤维》国家标准起草单位为威海拓展纤维有限公司。
为编制《碳纤维》国家标准,威海拓展于2009年2月和8月组织召开了2次“碳纤维国家标准编写技术委员会”工作会议,于2011年9月底将《碳纤维》国家标准提交全国纤维增强塑料标准化技术委员会各位委员审查,根据审查意见修改后,形成标准送审稿。
2010年5月,全国纤维增强塑料标准化技术委员会在威海召开审查会,对《碳纤维》国家标准进行审查,修改小组根据会议要求,对标准送审稿进行了修改和完善,形成标准的报批稿。
2011年7月20日,《聚丙烯腈基碳纤维》国家标准GB/T 26752-2011发布,标准将于2012年3月1日正式实施。
一、碳纤维国家标准解读按全国纤维增强塑料标准化技术委员会下发的文件规定,该标准范围应包含所有类型碳纤维,但考虑到聚丙烯腈基碳纤维、沥青基碳纤维、粘胶基碳纤维等不同碳纤维之间的巨大差别以及在使用过程中的侧重点不同,该标准范围将只限于聚丙烯腈(PAN)碳纤维。
最权威东丽产品牌号解释-吐血翻译中文版
TORAY CARBON FIBERS AMERICA, INC.
®
产品牌号解释
T700S C - 12000 - 5 0 C
上浆量 表面处理 0,1: 经表面处理的 9: 无 表 面处 理 的 上浆类型 每根纱的丝束数量 加捻度 空白: 加捻纱 B: 解捻纱 C: 无捻纱 纤维类型
丝束数
举例:T700SC - 2 4 0 0 0 - 50C
丝束数,即每束纱的单丝数量,从 1000 到 48000。TORAYCA 纤维为不同型号产品设计了不 同的单丝数量。具体产品的丝束数信息请参阅个别数据表。
上浆
举例:T700SC - 24000 - 50C
TORAYCA 纤维为提高可操作性和粘接性,特别为不同树脂系统提供了不同上浆处理。以下是 TORAYCA 纤维的不同上浆类型的编号解释,并不是全部上浆剂都在所有纤维类型上适用。具体产 品的上浆信息请参阅个别数据表。
加捻度
举例:T 700S C 2400 0 - 50C
本来,TORAYCA 只生产加捻纱纤维 ,但因为其他产品应用需求,TORAYCA 也同时推出了解
捻纱和无捻纱纤维 。纤维的加捻度命名方式如下:
( 无字母 / 空白):加捻纱纤维 B :解捻纱纤维 (由加捻纱纤维通过解捻过程制成) C :无捻纱纤维
0 , 1 经表面处理 9 无表面处理
上浆量
举例:T700S C - 24000 -50C
TORAYCA 纤维使用了不同数量的上浆剂来控制纤维的可操作性和粘接性能。每种纤维产品, 都会有一个字母(A 到 E)代表纤维的上浆量。由于具体应用的不同,个别类型纤维代表上浆量的 字母可能会有不同。具体产品的上浆量信息请参阅个别数据表。
史上最全东丽碳纤维型号与参数
2015-04-11苏格拉伟好想写一篇这样的文章,系统说明一下日本东丽公司的碳纤维型号问题。
这些问题之前也曾困扰苏格拉伟,不知道型号跟型号之间都有什么区别,想购买碳纤维都不知道自己需要哪一种。
相信大多数人也会有这样的疑惑,那么苏格拉伟今天就来梳理一下。
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纤维类型:T700S C-12000-50C通常,东丽碳纤维分为两个系列T和M。
T系列表示的是拉伸强度,M系列表示的是模量。
如果模量和强度还分不清,请看我以前写的《技术角度看中国为什么搞不好碳纤维》有介绍。
M系列包含了MJ类别的碳纤维,相对于旧的M系列,MJ类的碳纤维是改进了拉伸和压缩强度性能的碳纤维。
起初在T系列碳纤维中后三位或四位数字代表着近似的拉伸强度,单位是kgf/mm2或者ksi。
例如T700拉伸强度为711ksi。
这里的单位用的是英制单位,通常我们看公制单位MPa,却理解不了数字是什么意思。
在M系列碳纤维中,字母后两位数字代表近似的拉伸模量,例如M55J的拉伸模量为55*1000kgf/mm2.。
具体每一种碳纤维的性能参数在后边的数据表里可以查阅。
捻状:T700S C-12000-50C最早,东丽公司生产出来的碳纤维都是加捻的。
因为一些领域的应用,东丽也开始生产无捻和解捻纤维,捻型可以按照下边说明表示:空白加捻纤维B 解捻纤维(加捻纤维通过解捻工艺)C 无捻纤维丝束:T700SC-12000-50C丝束代表着每一束碳纤维中包含多少根纤维。
东丽公司丝束通常在1000到48000根每束。
上浆剂:T700SC-12000-50C为了保证碳纤维在运输和使用过程中不被磨损,起毛,在碳纤维生产线最后都会给碳纤维加上浆剂用以保护碳纤维。
上浆剂也承担着纤维和树脂结合的作用,起初用作复合材料的树脂大多为环氧树脂,所以东丽公司的上浆剂也多为环氧树脂。
随着使用领域的要求变化,现在有不同的上浆剂类型的碳纤维可以选择。
日本东丽公司的碳纤维产品分类及应用
日本东丽公司的碳纤维产品分类及应用本文主要介绍了东丽碳纤维分类产品的性能特点、应用及规格,概述了东丽碳纤维在航空航天、工业应用及体育休闲三大领域应用情况。
东丽公司碳纤维主要是按照力学性能进行区分,按照拉伸强度和拉伸模量可以分为T系列和M系列:T系列高强度碳纤维:分别标准模量级和高强/超高强中模级;M系列包括高模M系列和高强高模MJ系列。
1标准模量碳纤维标准模量(Standard modulus)碳纤维通常具有225GPa-235GPa(33-34msi)或略高的纤维模量。
TorayT300标准模量碳纤维是公认的行业标准碳纤维,已经生产了30多年。
T700S则是拉伸强度最高的标准模量级碳纤维。
标准模量碳纤维涵盖1K到24K不同规格。
T300:用于航空航天应用领域,具有20多年应用历史、30年的生产历史,以平衡复合材料特性、高质量、一致性、可靠性和稳定供货而闻名。
T400H:拉伸强度高于T300和T300J,专为航空航天应用而设计。
T700S:可提供最高强度的标准模量级碳纤维,具有出色的加工特性,适用于纤维缠绕、编制和预浸料。
这种无捻纤维主要用于各种工业和休闲娱乐用品,包括天然气汽车(NGV)储罐和SCBA呼吸罐等压力容器。
T700G:较T700S的拉伸模量和粘合性能有所提升。
这种无捻纤维的应用主要包括飞机和高性能运动用品。
2高强/超高强中模碳纤维中模(Intermediate modulus,IM)碳纤维的拉伸模量为290GPa(42msi)。
IM纤维最初是为航空航天应用而开发的,现在也可用于休闲娱乐和工业应用。
Toray提供各种规格IM纤维,结合不同价位和性能特征,可满足各行各业的需求。
Toray的IM纤维规格包括6K,12K,18K和24K。
按照拉伸强度可以分为高强中模碳纤维(T800H、T800S、T1000G)和新一代超高强中模碳纤维(T1100G、T1100S)。
T800H:高强中模碳纤维,具有高水平和平衡复合特性。
碳纤维历史
碳纤维历史碳纤维发展简史:1860年,斯旺制作碳丝灯泡1878年,斯旺以棉纱试制碳丝1879年,爱迪生以油烟与焦油、棉纱和竹丝试制碳丝(持续照明45小时)1882年,碳丝电灯实用化1911年,钨丝电灯实用化1950年,美国Wright--Patterson空军基地开始研制黏胶基碳纤维1959年,美国UCC公司生产低模量黏胶基碳纤维“Thornel—25”,日本大阪工业试验所的进藤昭男发明了PAN基碳纤维1962年,日本碳公司开始生产低模量PAN基碳纤维(0.5吨/月)1963年,英国皇家航空研究所(RAE)的瓦特和约翰逊成功地打通了制造高性能PAN基碳纤维(在热处理时施加张力)的技术途径1964年,英国Courtaulds,Morganite和Roii--Roys公司利用RAE技术生产PAN基碳纤维1965年,日本群马大学的大谷杉郎发明了沥青基碳纤维美国UCC公司开始生产高模量黏胶基碳纤维(石墨化过程中牵伸)1970年,日本吴羽化学公司生产沥青基碳纤维(10吨/月),日本东丽公司与美国UCC进行技术合作1971年,日本东丽公司工业规模生产PAN基碳纤维(1吨/月),碳纤维的牌号为T300,石墨纤维为M401972年,美国Hercules公司开始生产PAN基碳纤维日本用碳纤维制造钓竿,美国用碳纤维制造高尔夫球棒1973年,日本东邦人造丝公司开始生产PAN基碳纤维(0.5吨/月)日本东丽公司扩产5吨/月1974年,碳纤维钓竿、高尔夫球棒迅速发展日本东丽公司扩产13吨/月1975年,碳纤维网球拍商品化美国UCC公司公布利用中间相沥青制造高模量沥青基碳纤维“Thornel—P”美国UCC的高性能沥青基碳纤维商品化1976年,东邦人造丝公司与美国塞兰尼斯进行技术合作住友化学与美国赫格里斯(Hercules)成立联合公司1979年,日本碳公司与旭化成工业公司成立旭日碳纤维公司1980年,美国波音公司提出需求高强度、大伸长的碳纤维1981年,台湾台塑设立碳纤研究中心,日本三菱人造丝公司与美国Hitco公司进行技术合作1984年,台湾台塑与美国Hitco公司进行技术合作,日本东丽公司研制成功高强中模碳纤维T8001986年,日本东丽公司研制成功高强中模碳纤维T10001989年,日本东丽公司研制成功高模中强碳纤维M601992年,日本东丽公司研制成功高模中强碳纤维M70J,杨氏摸量高达690GPa。
【碳企研究】一文详细了解日本东丽公司不同领域用高性能碳纤维预浸料的牌号、特征及应用
【碳企研究】一文详细了解日本东丽公司不同领域用高性能碳纤维预浸料的牌号、特征及应用摘要东丽株式会社成立于1926 年,其前身是东洋人造丝公司,1970 年1 月,东丽从公司名称中去掉“人造丝”一词,更名为“东丽株式会社”,是世界著名的以有机合成、高分子化学、生物化学为核心技术的高科技跨国企业,目前东丽在23个国家和地区拥有 226 家公司。
本公众号关于日本东丽公司已撰写100余篇原创类文章,更多有关东丽公司的精彩文章请点击日本东丽专辑(延伸阅读)。
本文主要介绍了日本东丽公司碳纤维预浸料产品牌号名称、典型特征及主要应用。
日本东丽公司的碳纤维预浸料产品广泛应用于航空航天和国防、工业、体育和娱乐以及汽车市场等,这些预浸料使用了特殊配方的环氧树脂和BMI树脂系统,并结合了TORAYCA®碳纤维和其他编织碳纤维或玻璃纤维。
东丽公司大多数树脂体系是基于环氧基热固性树脂,这包括公司G系列树脂2510、2511、2700、3900和3960。
这些环氧基复合材料具有良好的强度、耐久性和耐环境性。
公司有多种环氧配方,湿热操作温度高达300°F。
东丽最新开发的配方为4000系列BMI树脂,设计用于提供与3900环氧树脂系统类似的耐高温处理和固化。
1航空航天领域用碳纤维预浸料25XX和39XX树脂系统是航空航天级高性能环氧树脂,设计用于飞机和其他高度监管行业。
关于每种体系的优点以及常用产品格式的详细信息,如下所示:2510:是一种250°F固化的环氧树脂,带有公共AGATE数据库,2510预浸料系统专门用于航空航天主要结构的高压釜外(OOA)处理。
它具有平衡的机械性能和灵活的固化能力。
通常与T700系列标准模量(SM)碳纤维配套使用。
2510型预浸料在通用航空结构得到了广泛应用。
2511:是一种半增韧环氧预浸料体系,与2510相比,它是专门为更好的加工而配制的。
2511树脂体系可以提供良好的结构性能,在用多种方法加工时,空隙率非常低,包括真空袋(VBO)和压模成型。
粘胶基碳纤维及沥青基碳纤维技术进展及发展建议
粘胶基碳纤维及沥青基碳纤维技术进展及发展建议张晓阳【摘要】介绍了粘胶基碳纤维的发展历史,阐述了世界粘胶基碳纤维和沥青基碳纤维的生产及消费情况,以及我国粘胶基碳纤维和沥青基碳纤维的技术进展,并提出了发展建议.【期刊名称】《化肥设计》【年(卷),期】2017(055)004【总页数】3页(P1-3)【关键词】粘胶基碳纤维;沥青基碳纤维;碳纤维;复合材料【作者】张晓阳【作者单位】西南化工研究设计院有限公司国家碳一化学工程技术研究中心,四川成都 610225【正文语种】中文【中图分类】TQ342.742doi:10.3969/j.issn.1004-8901.2017.04.001碳纤维(Carbon Fibre)是各种含碳的有机纤维在惰性气体、高温状态下炭化制得的较高纯度碳链的高分子化合物,其化学组成中碳元素占总质量的90%以上。
碳纤维具有密度小、比强度高、比模量高、耐高温、耐腐蚀、耐疲劳的特点,此外,其导电传热性能也很优异。
碳纤维是在2 000℃以上高温惰性环境中,唯一强度不下降的物质,它的比重不到钢的1/4,但由其制备的复合材料的抗拉强度却是钢的7.9倍,抗拉弹性模量更是高于钢。
碳纤维既可以作为结构材料承载负荷,又可以作为功能材料发挥作用,广泛应用于航空航天、能源装备、交通运输、建筑工程、体育休闲等领域。
目前,碳纤维市场年需求量增速在10%~15%,尤其是航空航天和工业应用领域增速明显。
用于制取碳纤维的原料主要有粘胶纤维、沥青纤维、聚丙烯腈(PAN)纤维,用这三种原料制备的碳纤维分别叫做粘胶基碳纤维、沥青基碳纤维、聚丙烯腈(PAN)基碳纤维。
1950年,美国Wright-Patterson空军基地开始研制粘胶基碳纤维[1];1959年,美国UCC公司生产出低模量粘胶基碳纤维“Thornel-25”,同年,日本大阪工业试验所进藤昭男制备出聚丙烯腈(PAN)基碳纤维。
此后,美国、日本、英国纷纷加快高性能碳纤维的研究与开发。
碳纤维的技术及应用
碳纤维的技术及应用碳纤维是由有机母体纤维(例如粘胶丝、PAN聚丙烯腈或沥青)采用高温分解法在1000~3000度高温的惰性气体下制成的。
其结果是除碳以外的所有元素都予以去除。
碳纤维是一种含碳量高于99%的无机高分子纤维,其含碳量随种类不同而异,其中含碳量高于99%的称石墨纤维。
碳纤维呈黑色,坚硬,具有强度高、重量轻等特点,是一种力学性能优异的新材料,它的比重不到钢的1/4,碳纤维树脂复合材料抗拉强度一般都在3500MPa以上,是钢的7~9倍,抗拉弹性模量为23000~43000MPa亦高于钢。
因此CFRP的比强度即材料的强度与其密度之比可达到2000MPa/(g/cm3)以上,而A3钢的比强度仅为59MPa/(g/cm3)左右,其比模量也比钢高。
根据原料不同,碳纤维可分为粘胶基碳纤维、PAN基碳纤维和沥青基碳纤维。
其中,粘胶基碳纤维主要用于耐烧蚀材料,PAN基碳纤维主要用于生产高强度纤维,沥青基碳纤维主要用于生产高模量纤维。
沥青基碳纤维根据沥青的结晶状态,可分类为等方性和中间相2种,等方性耐热性和耐药品性、滑动性优异,中间相具有高强度、高模量等机械特性。
根据碳纤维的机械强度与模量的高低,可分为5级性能,分类如下表:表1 碳纤维分类根据炭化温度不同,分为三种类型。
(1)普通型(A型)碳纤维:在900~1200℃下炭化得到的碳纤维。
强度和弹性模量都较低。
一般强度小于107.7cN/tex,模量小于13462cN/tex。
(2)高强度型(Ⅱ型或C型)碳纤维:在1300~1700℃下炭化得到的碳纤维。
强度很高,可达138.4~166.1cN/tex,模量约为13842~16610cN/tex。
(3)高模量型(Ⅰ型或B型)碳纤维:又称石墨纤维。
在炭化后再经2500℃以上高温石墨化处理得到的碳纤维。
强度较高,约为97.8~122.2cN/tex。
模量很高,一般可达17107cN/tex以上,有的甚至可达31786cN/tex。
国内外主要碳纤维品种综合性能表征
国内外主要碳纤维品种综合性能表征欧阳新峰;王芬;孙玉婷;陶珍珍;刘芳【摘要】系统分析了市面上常见的国内外碳纤维品种的综合性能,从力学性能、表观性能、纤维及灰分SEM形貌等方面对Toray、Toho Tenax、Aksaca、Hexcel、Hyosung、Umatex、Tairyfil、中复神鹰8家公司共18种碳纤维进行分析,并结合各产品标称值、上浆剂信息、纤维表面状态、灰分含量等比较了各种纤维特性,进一步明确了湿法碳纤维与干喷湿纺碳纤维在摩擦毛丝量、碳纤维灰分含量、纤维表面形貌等方面的差异与特点.【期刊名称】《高科技纤维与应用》【年(卷),期】2018(043)005【总页数】10页(P48-57)【关键词】碳纤维品种;力学性能;表观性能;形貌SEM【作者】欧阳新峰;王芬;孙玉婷;陶珍珍;刘芳【作者单位】中国复合材料集团有限公司,北京 1000362;中复神鹰碳纤维有限责任公司,江苏连云港 222069;中复神鹰碳纤维有限责任公司,江苏连云港 222069;中国复合材料集团有限公司,北京 1000362;中复神鹰碳纤维有限责任公司,江苏连云港 222069;中复神鹰碳纤维有限责任公司,江苏连云港 222069【正文语种】中文【中图分类】TB321前言新材料产业是当今世界各国重点发展的高新技术产业之一,碳纤维以其优异的综合性能被称为“新材料之王”,广泛应用于各行各业,正在改变人们的生活[1]。
碳纤维按原材料分主要有聚丙烯腈基(PAN基)碳纤维、沥青基碳纤维、粘胶基碳纤维三大类,目前世界PAN基碳纤维占全部碳纤维市场规模90%以上,其中24K 及以下小丝束碳纤维占70%以上,而以东丽为代表的三家日本企业在全球小丝束碳纤维市场占据主导地位[2]。
PAN基碳纤维工业中主要有湿法纺丝技术和干喷湿纺技术两种技术路线,干喷湿纺碳纤维约占24K及以下小丝束碳纤维总需求量的65%,正在成为碳纤维发展的趋势[3,4]。
碳纤维标准代号
24
碳纤维.密度测定
JIS R7603-1999
25
用加减45度拉伸法和两对轨法测定碳纤维增强塑料的平面剪切性能的试验方法
JIS K7079-1991
26
碳纤维.树脂浸渍纱拉伸性能的测定
JIS R7608-2007
27
碳纤维.单纤维试样拉伸特性的测定
JIS R7606-2000
1.2中国碳纤维行业标准分布
表1显示了中国碳纤维行业标准主要分布情况,从表中可以看出碳纤维行业标准制定以航空航天行业为主,占了整个行业标准总量的63.7%。其次,交通行业、建工行业、石油天然气行业、工程建设与标准化协会各有一项行业标准发布。
表1中国碳纤维行业标准分布情况
序号
行业
代码
标准项数
所占比例(%)
10
航空航天.碳纤维和无活性热塑塑料制单向片材和带材的预浸料.技术规范
DIN 65572-1992
11
航空航天系列.碳纤维增强的塑料.无向叠层材料.垂直纤维方向的拉力试验
DIN EN 2597-1998
12
航空航天系列.碳纤维预浸带.树脂成份、纤维成份以及单位面积纤维重量测定
DIN EN 2559-1997
6
航空航天系列.碳纤维预浸渍.树脂流的测定
DIN EN 2560-1998
7
航空航天系列.碳纤维预浸渍物.易挥发成份测定
DIN EN 2558-1997
8
航空航天.碳纤维和双马来酰亚胺树脂或聚酰亚胺树脂制的预浸渍不定向薄板材
DIN 65453-1993
9
碳纤维.长丝纱的命名体系
DIN EN ISO 13002-1999
东丽碳纤维不同去浆处理条件下的性能分析
东丽碳纤维不同去浆处理条件下的性能分析作者:战奕凯赵潜杜帅何敏李莉萍刘玉飞来源:《贵州大学学报(自然科学版)》2019年第06期摘要:通过高温烧蚀法、酸腐蚀法和丙酮浸泡法对东丽碳纤维进行了去浆处理,对碳纤维去浆前后进行了扫描电镜(SEM),激光共焦显微拉曼光谱仪(Raman),原子力显微镜(AFM)和单丝拉伸强度测试,并对Raman测试条件下的碳纤维的结晶峰(G峰)和结构无序峰(D峰)进行了计算。
通过高温烧蚀法处理过的碳纤维表面会存有一层残渣,并且高温会渗透到碳纤维内部,破坏碳纤维原有的结晶行为,从而使碳纤维单丝强度降低;而通过酸腐蚀法处理过的碳纤维表面相对光滑,在处理的过程中,加热的酸液会腐蚀碳纤维表面的环氧浆料,在浆料去除之后会进一步腐蚀碳纤维表面,并在碳纤维表面形成少量的沟槽,这不利于保持碳纤维原有的高性能拉伸强度;而通过丙酮浸泡法处理后的碳纤维束在外观上相对松散,纤维表面光滑,由于是在室温条件下进行,温度不会对碳纤维内部的有序结晶进行破坏,碳纤维单丝强度损失量较以其他去浆方式小。
关键词:碳纤维;高温烧蚀;酸腐蚀;丙酮浸泡;拉曼分析;单丝强度中图分类号:TQ342+.74文献标识码: A碳纤维因其高强力学性能[1]、优良电化学性能、高耐酸碱腐蚀性,而被誉为材料之王,被广泛用于制备先进的碳纤维复合材料[2],碳纤维复合材料广泛应用于海洋、航空航天和汽车行业的先进复合材料领域[3]。
根据纤维原丝种类可分为聚丙烯腈基、沥青基、胶黏基和酚醛基碳纤维[4]。
碳纤维的表面结构为二维乱层石墨结构,由大量惰性石墨微晶堆砌而成,活性化学基团含量少,因此碳纤维的表面呈化学惰性,非极性且表面能低[5],而且碳纤维表面光滑,结构稳定,聚合物难以与碳纤维相容[6, 7],因此在碳纤维的表面改性上,世界各地的科学家做了大量的贡献[8-12]。
现在市场上的碳纤维种类繁多,性能各异,其中日本东丽株式会社生产的碳纤维以性能优良最为出名。
碳纤维历史及应用
什么是碳纤维目前,碳纤维主要是制成碳纤维增强塑料这种复合材料来应用碳纤维是一种纤维状碳材料。
它是一种强度比钢的大、密度比铝的小、比不锈钢还耐腐蚀、比耐热钢还耐高温、又能像铜那样导电,具有许多宝贵的电学、热学和力学性能的新型材料。
碳纤维发展简史I860年,斯旺制作碳丝灯泡1878年,斯旺以棉纱试制碳丝1879年,爱迪生以油烟与焦油、棉纱和竹丝试制碳丝(持续照明45小时)1882年,碳丝电灯实用化1911年,钨丝电灯实用化1950年,美国W right--Patterson 空军基地开始研制黏胶基碳纤维1959年,美国UCC公司生产低模量黏胶基碳纤维“T hornel —25”,日本大阪工业试验所的进藤昭男发明了PAN 基碳纤维1962年,日本碳公司开始生产低模量PAN基碳纤维(0 . 5吨/月)1963年,英国皇家航空研究所(RAE)的瓦特和约翰逊成功地打通了制造高性能PAN基碳纤维(在热处理时施加张力)的技术途径1964年,英国C ourtaulds,Morganite 和Roii--Roys 公司利用RAE技术生产PAN基碳纤维1965年,日本群马大学的大谷杉郎发明了沥青基碳纤维美国UCC公司开始生产高模量黏胶基碳纤维(石墨化过程中牵伸)1970年,日本吴羽化学公司生产沥青基碳纤维(10吨/月),日本东丽公司与美国UCC进行技术合作1971年,日本东丽公司工业规模生产PAN基碳纤维(1吨/月),碳纤维的牌号为T300,石墨纤维为M401972年,美国Hercules公司开始生产PAN基碳纤维日本用碳纤维制造钓竿,美国用碳纤维制造高尔夫球棒1973年,日本东邦人造丝公司开始生产PAN基碳纤维(0.5吨/月)日本东丽公司扩产5吨/月1974年,碳纤维钓竿、高尔夫球棒迅速发展日本东丽公司扩产13吨/月1975年,碳纤维网球拍商品化美国UCC公司公布利用中间相沥青制造高模量沥青基碳纤维“Thornel —P”美国UCC的高性能沥青基碳纤维商品化1976 年, 东邦人造丝公司与美国塞兰尼斯进行技术合作住友化学与美国赫格里斯(Hercules )成立联合公司1979年,日本碳公司与旭化成工业公司成立旭日碳纤维公司1980 年, 美国波音公司提出需求高强度、大伸长的碳纤维1981 年,台湾台塑设立碳纤研究中心,日本三菱人造丝公司与美国Hitco 公司进行技术合作1984 年, 台湾台塑与美国Hitco 公司进行技术合作,日本东丽公司研制成功高强中模碳纤维T800 1986 年, 日本东丽公司研制成功高强中模碳纤维T10001989 年, 日本东丽公司研制成功高模中强碳纤维M601992年,日本东丽公司研制成功高模中强碳纤维M70J,杨氏摸量高达690GPa“格林易能”一直使用日本东丽(TORA)Y 生产的优质长纤碳纤维材料1971年,TORAY成了世界上第一人制造商,从事PAN基碳纤维的人型工业化生产,并将其产品命名为“ TORAYCA,是TORAY碳纤维的缩写。
碳纤维制备工艺简介
碳纤维制备工艺简介碳纤维(Carbon Fibre)是纤维状的碳材料,及其化学组成中碳元素占总质量的90%以上。
碳纤维及其复合材料具有高比强度,高比模量,耐高温,耐腐蚀,耐疲劳,抗蠕变,导电,传热,和热膨胀系数小等一系列优异性能,它们既可以作为结构材料承载负荷,又可以作为功能材料发挥作用。
因此,碳纤维及其复合材料近年来发展十分迅速。
一、碳纤维生产工艺可以用来制取碳纤维的原料有许多种,按它的来源主要分为两大类,一类是人造纤维,如粘胶丝,人造棉,木质素纤维等,另一类是合成纤维,它们是从石油等自然资源中提纯出来的原料,再经过处理后纺成丝的,如腈纶纤维,沥青纤维,聚丙烯腈(PAN)纤维等。
经过多年的发展,目前只有粘胶(纤维素)基纤维、沥青纤维和聚丙烯腈(PAN)纤维三种原料制备碳纤维工艺实现了工业化。
1,粘胶(纤维素)基碳纤维用粘胶基碳纤维增强的耐烧蚀材料,可以制造火箭、导弹和航天飞机的鼻锥及头部的大面积烧蚀屏蔽材料、固体发动机喷管等,是解决宇航和导弹技术的关键材料。
粘胶基碳纤维还可做飞机刹车片、汽车刹车片、放射性同位素能源盒,也可增强树脂做耐腐蚀泵体、叶片、管道、容器、催化剂骨架材料、导电线材及面发热体、密封材料以及医用吸附材料等。
虽然它是最早用于制取碳纤维的原丝,但由于粘胶纤维的理论总碳量仅44.5%,实际制造过程热解反应中,往往会因裂解不当,生成左旋葡萄糖等裂解产物而实际碳收率仅为30% 以下。
所以粘胶(纤维素)基碳纤维的制备成本比较高,目前其产量已不足世界纤维总量的1%。
但它作为航空飞行器中耐烧蚀材料有其独特的优点,由于含碱金属、碱土金属离子少,飞行过程中燃烧时产生的钠光弱,雷达不易发现,所以在军事工业方面还保留少量的生产。
2,沥青基碳纤维1965年,日本群马大学的大谷杉郎研制成功了沥青基碳纤维。
从此,沥青成为生产碳纤维的新原料,是目前碳纤维领域中仅次于PAN基的第二大原料路线。
大谷杉郎开始用聚氯乙稀(PVC)在惰性气体保护下加热到400℃,然后将所制PVC沥青进行熔融纺丝,之后在空气中加热到260℃进行不熔化处理,即预氧化,再经炭化等一系列后处理得到沥青基碳纤维。
碳纤维增强复合材料命名
碳纤维增强复合材料(Carbon Fiber Reinforced Polymer,CFRP)是一种以碳纤维作为增强相、树脂作为基体的先进复合材料。
碳纤维具有轻质高强、耐腐蚀、热膨胀系数低等特性,被广泛应用于航空航天、汽车、体育器材等领域。
碳纤维增强复合材料的命名通常包括碳纤维和基体树脂的种类。
例如,使用聚丙烯腈(PAN)基碳纤维和环氧树脂作为基体的碳纤维增强复合材料可以称为PAN-CF/EP。
如果使用不同的基体树脂或不同的碳纤维类型,则需要在名称中进行相应的更改。
此外,碳纤维增强复合材料还可以根据其制造工艺、纤维取向、增强体类型等进行分类和命名。
例如,采用预浸料工艺制备的碳纤维增强复合材料可以称为预浸料CFRP;按纤维取向可分为单向CFRP、双向CFRP、准各向同性CFRP等;按增强体类型可分为连续CFRP和短纤维CFRP等。
总之,碳纤维增强复合材料的命名通常包括碳纤维类型、基体树脂种类、制造工艺、纤维取向、增强体类型等信息,以准确地描述这种材料的组成和特性。
详细解析日本东丽碳纤维各项参数
详细解析⽇本东丽碳纤维各项参数编者按:2012年,To r ay C ar bo n F i ber Eu r o pe发布了⼀版东丽碳纤维产品标号说明,对其下属型号产品各个英⽂编号和数字编号进⾏了详细解释,国内也有学者对其进⾏了翻译,但是存在⼀些参数标识不全的情况,恰逢有⽹友咨询东丽碳纤维产品编号意义,在此索性整理详细版本。
图1 ⽇本东丽碳纤维产品主要编号意义1、纤维类型 T700SC – 12000 – 50C⽇本东丽碳纤维实现商品化以来,其产品发展主要经过了三个系列产品,T系列、M系列和MJ系列;其中T系列代表了碳纤维的拉伸强度,M系列代表了碳纤维的拉伸模量,后期出现的MJ系列同时实现了⾼强度和⾼模量,因此⽬前基本上已经完全替代M系列。
T后⾯三维或四位数字代表了纤维具体性能数据,单位为kgf/mm²或ksi,如T700中拉伸强度为711ksi,ksi为英制单位,其与公制单位MPa之间关系为1ksi=6.894 MPa,所以换算成公制单位后,东丽T700拉伸强度为4900MPa。
除了上述T、M、MJ系列以外,2019年⽇本东丽推出了⼀款Z600产品,关于该产品详细信息可以参见《深度解密⽇本东丽最新产品Z600碳纤维》,该产品之所以⽤Z命名,主要是因为该产品由东丽收购的美国企业Zoltek⽣产。
2、⽣产批号信息⽬前⽇本东丽公司在法国、美国等均设⽴分⼚,⽣产⼚商不同,其产品标号也存在差异,如产品批号⾸字母为F代表产品为法国⽣产,⾸字母空⽩则说明是在⽇本本⼟⽣产。
图2 ⽇本东丽碳纤维产品⽣产批号意义不少⽤户认为既然法国Soficar、美国CFA等是⽇本东丽公司分⼚,其产品应该和⽇本东丽完全相同,其实不然,在法国、美国设⼚⽬的主要是⽅便为欧洲空客、美国波⾳就近提供碳纤维原材料,虽然产品主要性能指标相同,但是却也存差异,如⽇本东丽上浆剂配⽅不会提供给法国分⼚。
3、加捻类型 T700S C – 12000 – 50C何谓加捻?对于纺织材料领域学者⽽⾔是个很简单概念,加捻是指对纤维丝束绕其轴线进⾏扭转、搓动或缠绕的过程,经过加捻后可以赋予纤维丝束⼀定的强伸性和稳定的外观形态。
211114979_不同纺丝工艺国产高强中模碳纤维及其复合材料性能对比
表面技术第52卷第4期不同纺丝工艺国产高强中模碳纤维及其复合材料性能对比王先锋1,曹正华1,2,彭公秋1,张宝艳1(1.中国航空制造技术研究院,北京 101300;2.中航复合材料有限责任公司,北京101300)摘要:目的进一步探究国产不同纺丝工艺高强中模碳纤维及其复合材料的相关性能,并验证干喷湿纺工艺碳纤维的表面状态及其复合材料性能。
方法针对干喷湿纺的GW800G和湿喷湿纺的CCF800H两种碳纤维及其复合材料,采用场发射环境扫描电子显微镜(FESEM)、原子力显微镜(AFM)、X射线光电子能谱仪(XPS)、X射线衍射仪(XRD)和动态接触角测量仪表征其表面形貌、表面化学特性以及表面能,对两种碳纤维的微观表面性能以及微观结构进行对比分析,并与相同的高温环氧树脂复合,通过热压罐成型技术制成层合板,进一步表征两种复合材料的力学性能,并观察了复合材料90°拉伸和90°弯曲破坏试样断面形貌。
结果 GW800G碳纤维表面形貌较光滑,CCF800H碳纤维表面粗糙度较大且凹槽明显。
GW800G碳纤维和CCF800H碳纤维表面化学活性较高和表面能均较高,表面活性碳原子比例分别达到了34.11%和33.24%,表面能分别达到了36.92 mJ/m2和40.08 mJ/m2,二者水平差距较小。
同时两种碳纤维的微晶结构相似,GW800G碳纤维具有更高的石墨化程度。
这些特点均与其复合材料所表现的性能一致,GW800G/BA9918E复合材料具有更高的0°拉伸强度,而其他界面相关的强度和耐湿热能力均达到CCF800H/BA9918E复合材料的水平。
两种复合材料的90°拉伸和90°弯曲破坏试样断面形貌也反映出两种碳纤维均与树脂基体有良好的结合能力。
结论国产表面改良型干喷湿纺碳纤维及其复合材料在保证高强度的同时,碳纤维表面性能和复合材料的界面性能达到了湿喷湿纺碳纤维的水平。
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东丽碳纤维牌号命名规则
东丽碳纤维牌号命名规则是指东丽公司为其生产的碳纤维产品所设定的命名规范。
这些牌号命名规则旨在清晰、准确地描述碳纤维的性能、特征和用途。
以下是东丽碳纤维牌号命名规则的主要要求和常见命名格式:
1. 基本构成部分命名:碳纤维牌号通常会包含多个字母和数字,其中字母部分表示碳纤维的基本构成部分,常见的字母表示如下:
- PAN:聚丙烯腈纤维(Polyacrylonitrile)
- V:芳烃纤维
- H:高强度和高模量碳纤维
- T:高强度碳纤维
- M:中等强度碳纤维
- L:低强度碳纤维
2. 重要特征描述命名:碳纤维牌号还会用字母和数字表示其重要性能特征,这些特征描述可以包括以下内容:
- Tensile strength:拉伸强度
- Tensile modulus:拉伸模量
- Electrical conductivity:电导率
- Thermal conductivity:热导率
- Filament diameter:纤维直径
3. 用途和应用命名:有时候,碳纤维牌号还会用特殊的字母和数字组合表示其主要的应用领域或用途。
例如:
- A:航空航天应用
- S:运动器械和体育用品
- D:防弹材料
- R:复合材料增强体
综上所述,东丽碳纤维牌号命名规则涵盖了碳纤维的构成部分、重要特征以及应用领域。
通过遵循这些规则,可以更好地理解和识别碳纤维的性能和应用范围,为工程师和用户提供更准确有效的选择和应用指导。