一種擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的低成本、高效率,適用于制備高性能T700碳纖維原絲的高品質(zhì)丙烯腈成纖聚合物原材料純化技術(shù),由長(zhǎng)春應(yīng)化所研究成功并通過(guò)了吉林省科技廳組織的鑒定。專家認(rèn)為,該技術(shù)整體居于國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平。高性能原絲制備技術(shù)的開(kāi)發(fā)可徹底改變我國(guó)碳纖維制備技術(shù)落后的不利局面,對(duì)提升我國(guó)碳纖維產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有重要意義。中科院長(zhǎng)春應(yīng)化所2002年初承擔(dān)了吉林省科技發(fā)展計(jì)劃重大項(xiàng)目——高性能T700聚丙烯腈碳纖維原絲的研制,在省科技廳的大力支持下,經(jīng)過(guò)3年多的努力取得了重要突破:制得的聚丙烯腈共聚物結(jié)構(gòu)新穎,已申報(bào)中國(guó)發(fā)明專利2項(xiàng);確立了高性能碳纖維溶液的制備方法,且擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán),可獲得以開(kāi)發(fā)T700碳纖維原絲為目標(biāo)的專業(yè)紡絲溶液;應(yīng)用的干噴~濕紡技術(shù)和高溫蒸汽牽伸技術(shù)適合于高強(qiáng)度碳纖維原絲的制備,工藝流程合理、易于控制,可用于指導(dǎo)規(guī);a(chǎn);所得到的原絲性能整體居國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平。
2 T3OO碳纖維及原絲實(shí)現(xiàn)自主生產(chǎn)
我國(guó)科技人員一舉突破T300碳纖維及原絲的穩(wěn)定生產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù),并在吉林石化公司建成可滿足軍工需要的年產(chǎn)10噸小絲束聚丙烯腈(PAN)原絲中試裝置,實(shí)現(xiàn)了PAN原絲的小規(guī)模連續(xù)穩(wěn)定性生產(chǎn)。專家認(rèn)為該項(xiàng)研究工藝先進(jìn),產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定,加工后的制品性能達(dá)到國(guó)際同類產(chǎn)品水平。
吉林石化公司和長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)于承擔(dān)吉林省重點(diǎn)高技術(shù)攻關(guān)項(xiàng)目“T300碳纖維及原絲的穩(wěn)定生產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù)”研究任務(wù)。他們主要采用連續(xù)溶液聚合加一步濕法紡絲技術(shù),通過(guò)不斷地優(yōu)化工藝條件,獲得了圓形截面且結(jié)構(gòu)致密的PAN原絲產(chǎn)品,并在碳纖維的截面形態(tài)控制上取得了關(guān)鍵性技術(shù)創(chuàng)新。
3 航天級(jí)高純粘膠基碳纖維研制成功
東華大學(xué)研制成功性能穩(wěn)定、質(zhì)量合格的航天級(jí)高純粘膠基碳纖維,不僅填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白,而且為國(guó)家戰(zhàn)略武器用碳纖維材料的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。該項(xiàng)目榮獲2003年度國(guó)家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步二等獎(jiǎng)。
航天級(jí)高純粘膠基碳纖維是導(dǎo)彈大面積防熱層的主要骨架材料,其性能關(guān)系到導(dǎo)彈的命中精度。導(dǎo)彈在高空的高速飛行以及重返大氣層墜落下來(lái)的重力加速度,導(dǎo)致導(dǎo)彈外殼表面與空氣的摩擦使溫度可能達(dá)到上萬(wàn)度,任何耐高溫的金屬在如此高的溫度下都將氣化,從而造成導(dǎo)彈失去平衡或者是導(dǎo)航系統(tǒng)的失誤。在這種情況下,航天級(jí)高純粘膠基碳纖維就成了導(dǎo)彈的“防護(hù)服”,它可保護(hù)導(dǎo)彈免受高溫的“傷害”。過(guò)去世界上只有美國(guó)和俄羅斯掌握這一技術(shù),而東華大學(xué)潘鼎教授領(lǐng)銜的課題組先后攻克了原絲關(guān)、工藝關(guān)、強(qiáng)度關(guān)、排廢關(guān),在原絲質(zhì)量指標(biāo)確定、稀緯帶炭化技術(shù),在有機(jī)和無(wú)機(jī)混合型催化體系、連續(xù)純化工藝、空氣介質(zhì)低溫?zé)崽幚砗蛢啥闻沤沟裙に嚰夹g(shù)和裝置方面取得了一系列原創(chuàng)性成果,解決了六大關(guān)鍵技術(shù)難題,使我國(guó)成為世界上第三個(gè)掌握這一技術(shù)的國(guó)家。
研制的粘膠基碳纖維具有高純度、低密度、高斷裂應(yīng)變、低熱導(dǎo)率和耐燒蝕等優(yōu)良特性,是特種防熱層材料,其性能大大超過(guò)原碳布路線的產(chǎn)品,可制成多種織物,應(yīng)用領(lǐng)域也得到拓展,并已在導(dǎo)彈的歷次試飛中獲得成功應(yīng)用。