沥青基碳纤维的生产及应用

’)* 王德诚 K H=8 基及沥青基碳纤维生产现状与展望 ’M*K 合成纤维工
业， ： #77J ，!# （ !） +%(+JK 收稿日期： !""!(")(!$ 作者简介： 毛德君， 男， 助理工程师 N#7J) 年毕业于兰州石 油学校化学 分析专业， 现从事生产调度及管理工作。
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品 种 通用型碳纤维 生产国家（ 地区） 或厂家 生产能力 , ・ .(#
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正常。另外， 中国科学院山西煤炭化学研究所协助河 北省大城兴建了一条 #"" - , . 的 熔 纺 法 通 用 型 沥 青 基碳纤维生产线， 后因资金问题没能正常运转； 兰州 碳素厂和中国科学院山西煤炭化学研究所建有的沥 近年 青基碳纤维生产装置分别为 $" - , . 和 #" - , .’+()*。 来， 我国碳纤维的产量虽有增加， 但与不断增长的需 求相比仍有较大的差距。 我国沥青基碳纤维与聚丙烯腈基碳纤维相比发 展较慢， 但由于生产成本较低， 价格约为聚丙烯腈基 碳纤维的 # , $># , +，因此沥青基碳纤维在民用及建 筑领域的应用前景较为广阔，这将为我国沥青基碳 纤维的发展提供良好的机遇。
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炼
油
与Βιβλιοθήκη Baidu
化
工
!""! 年 第 #$ 卷
近年来该公司又开发了适合生产沥青基碳纤维和活 性碳纤维的高速纺丝沥青原丝新工艺。兴亚石油和 田中贵金属工业公司合作开发了以各向同性或各向 异性沥青为纺丝原料， 制备平均丝径为 % !& 以下的 超细沥青基碳纤维的生产方法 或厂家及生产能力见表 #’+*。
表 # 近年来世界沥青基碳纤维的生产厂家及能力
质、 组成来确定。对氮、 氧、 硫含量较高的原料需进行 预处理， 对组份轻的原料要进行改质， 使其缩聚。热 聚合工序是生产中间相沥青的关键工序，其工艺条 件是研究的重点。以中间相沥青为原料制备沥青基 碳纤维的方法为：中间相沥青经熔融纺丝制成沥青 纤维，沥青纤维进行不熔化处理制成不熔化沥青纤 维，不熔化沥青纤维经碳化和石墨化制成高性能沥 青基碳纤维.(/。
% 在大庆地区利用良好的原料资源，采用先进
技术建设具有竞争能力的沥青基碳纤维项目，发展 前景将是非常广阔的。
参考文献 L
张庆宇 K 流化催化裂化重芳烃试制沥青碳纤维 ’M*K 合成纤维 ’#* 李旦， 工业， ： !""# ，!+ （ $） $$($%K 李静仁 K 沥青基碳纤维的开发及其设想 ’M*K 江西石油化 ’!* 张庆怀， 工， （ ： #77% ， !） $$($)K
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JBK 流 变 剂 可 使 原 来 只 能 加 工 共 混 物 中 LL3&M 含
量 $" N 的挤出设备适用于加工 OP NLL3&M 的共混 树脂， 扩大了设备对 LL3&M 的加工能力。 当 ! 加工低浓度 LL3&M 时，改性效果不明显， 农膜的各项性 其含量较大时， JBK 的作用非常明显， 能均有显著改善。
可使体系 LL3&M 含 " JBK 应用于保温无滴膜， 量高达 QP N ， 膜的物理机械性质得到大幅度提高。
收稿日期： !""!C">C!P 作者简介： 何书艳， 女， 助理工程师， #QQ@ 年毕业于抚顺石油学院高分 子化工系， 现从事科研工作。
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开发研制中
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从表 # 可以看出，世界沥青基碳纤维的生产能 力较小， 通用型沥青基碳纤维的开发应用较早， 而高 性能沥青基碳纤维的生产厂家多数正在建设中。
!"# 国内沥青基碳纤维的生产及应用
国内沥青基碳纤维的研究和开发较早，但在开 发、 生产及应用方面与国外相比有较大的差距。二十 世纪 I" 年代初期， 上海焦化厂使用煤焦油作为原料 开发成功了沥青基碳纤维，但由于产品质量和研究 结果不稳定等原因， 最终没能实现工业化生产。二十 世纪 I" 年代末期， 中国科学院山西煤炭化学研究所 开始研究沥青基碳纤维，并于 #7J% 年通过小试， 此 后又经过了一系列的研究， 都取得了满意的结果。随 后， 原冶金工业部在山东烟台筹建了新材料研究所， 并建设了 I">#"" - , . 的沥青基碳纤维 生 产 装 置 ， 二 十世纪 7" 年代初将该装置生产能力扩大到 #%" - , . 。 但由于设备及缺乏改造资金等问题，装置一直处于 停产状态。二十世纪 7" 年代初， 辽宁省鞍山东亚碳 纤维有限公司投资 #K! 亿元人民币从美国阿西兰德 公司引进了一条 !"" - , . 的 熔 喷 法 沥 青 基 碳 纤 维 生 产线， 并于 #77% 年建成投产， 目前装置运 行 已 趋 于
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# 我国沥青基碳纤维的科研和应用开发已具有
相当的实力，因此投入一定的人力和财力，统一规 划、 协作攻关， 必将推动沥青基碳纤维工业的发展。 风险大、 技术 $ 由于沥青基碳纤维项目投资大、 受封锁等原因， 我国沥青基碳纤维发展缓慢。为巩固 国防、 发展高新技术产业， 急需发展民族沥青基碳纤 维工业。
。
近年来， 世界沥青基碳纤维的生产国家（ 地区）
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高性能碳纤维
$ 结束语 " 沥青基碳纤维是一种发展前景广阔的新型材
料， 具有优异的性能和较高的开发价值， 其应用领域 正在不断扩大。
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! 沥青基碳纤维对原料的要求
目前，具有较高芳香度的重质油或沥青已被用 作沥青基碳纤维的原料，如石油沥青、催化裂化油 浆、 催化裂化澄清油、 乙烯裂解焦油、 煤焦油等。一般 来说， 芳香度高的原料比较好， 但在中间相沥青的制 备过程中，原料中大 ! 键共轭体系结构间的相互作 用力较大， 可引起软化点升高， 粘度加大， 不易纺丝， 因此要求制备中间相沥青的原料应含有一定量的 氢， 即结构中含有一定量的环烷基和脂肪基侧链
’$* 罗益锋 K 沥青碳纤维发展概况 ’M*K 高科技纤维与应用，
： #777 ， !+ （ +） !#(!)K 韩宝莲 K 浅析沥青基碳纤维的市场前景与生产现状 ’M*K ’+* 张劭诚， 煤化工， ： !""# ，（ $） !"(!!K 应用与市场发展 ’M*K 中国建材， ’%* 江镇海 K 沥青基碳纤维生产、 （ ： !""" ， #! ） )+()%K
碳纤维是一种新型化工材料， 具有高强度、 高模 量、 耐高温、 耐腐蚀、 耐冲击、 热膨胀系数接近于零等 独特的性能， 因此广泛应用于航天、 航空、 军工、 汽 车、 医疗、 化工、 文化体育用品等领域。按原料分类碳 纤维可分为聚丙烯腈基碳纤维、 沥青基碳纤维、 胶粘 基碳纤维和酚醛树脂碳纤维。目前， 主要为聚丙烯腈 基碳纤维和沥青基碳纤维， 其它碳纤维很少。沥青基 碳纤维又分为通用型沥青基碳纤维和高性能沥青基 碳纤维两种。
# 沥青基碳纤维的生产及应用 #$! 国外沥青基碳纤维的生产及应用
国外沥青基碳纤维的研 究 始 于 二 十 世 纪 0- 年 代末期， 二十世纪 #- 年代初由日本群马大学研制成 功， 二十世纪 #- 年代末在日本吴羽化学公司实现工 业化， 其规模为 "(- 1 2 3 4 目前该公司沥青基碳纤维的 生产能力已发展到 ,-- 1 2 3 ，生产工艺采用以通用级 各向同性沥青为原料的离心纺丝路线，后道工序为 稳定化和碳化。美国 566（ 现为 *7898 特性纤维） 公 司于 ",%- 年成功开发出了以 石 油 沥 青 为 原 料 的 沥 青基碳纤维，并于 ",%0 年通过中试， ",:( 年投入工 业化生产， 目前其生产规模已达到 ($- 1 2 3 。 日本三菱 化 学 公 司 于 ",,: 年 "- 月 又 投 产 了 一 条 (-- 1 2 3 的 沥青基碳纤维生产线，使该公司的沥青基碳纤维的 生产能力达到了 0-- 1 2 3 。日本石墨纤维公司继承了 日本制铁和日本石油两大公司的技术实力，于 ",,0 年合资成立了“ 沥青碳纤维公司， 积极开展 ;<3=89” 沥青基碳纤维的应用研究， 不仅提高了产品性能， 而 且开发了很多新品种， 如低模量型、 中模量型、 航空 航天级产品等。新日本制铁与新日铁化学公司共同 开发了拉伸强度大于 $,( ;>3 、强度大于 ( ,!- ?>3 的沥青基石墨化纤维。尤尼吉卡和大阪瓦斯公司合 资的 @8=39 公司沥青基碳纤维生产能力为 $-- 1 2 3 ，
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另外， 其原料还要满足喹啉不溶物的含量少， 含氮、 氧、 硫的杂环化合物少， 含金属有机化合物或络合物 少， 活性组分不宜太多， 但要具有一定的反应能力。 一般来说，生产通用型沥青碳纤维和高性能沥青碳 纤维的原料分别使用乙烯裂解焦油和煤焦油。
" 沥青基碳纤维的生产方法
通用型沥青基碳纤维一般只能做复合材料增强 剂、 吸附剂、 文体用品等， 因此对沥青的预处理没有 太高的要求。通用型沥青基碳纤维的制造方法为： 先 将石油沥青进行调制处理、 熔融纺丝， 再进行不熔化 处理和碳化处理即得碳纤维。 高性能沥青基碳纤维的生产原料为中间相沥 青。选择中间相沥青的生产方法主要根据原料的性
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沥青基碳纤维的生产及应用
毛 德 君
（ 大庆石油化工总厂计划调度处，黑龙江 大庆 "#$%"! ）
摘要： 介绍了国内外沥青基碳纤维的生产应用情况， 并对沥青基碳纤维的发展进行了展望。结果表明， 在 我国发展沥青基碳纤维具有广阔的应用前景。 关键词：沥青基碳纤维；生产；应用 中图分类号： &’$!()%!( 文献标识码： * 文章编号： "#%"+!,#(（ (--(） -!+---$+-(