螺旋槳碳纖維材料與工藝
提問者: 呂會|瀏覽 109 次|提問時間: 2015-07-26
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費慧
2016-11-15
最終答案
螺旋槳碳纖維螺旋槳碳纖維是當代工業(yè)臨盆中一種異常緊張的資料,它強度高、分量輕、防侵蝕、耐水、運用壽命長,在各個行業(yè)都有利用。作為動力裝配的螺旋槳,本來是用金屬、木材、塑料等質料制作的,用碳纖維資料制作的話也有許多上風。?碳纖維螺旋槳,剛開端只用在軍事用途上,投入了年夜量的人力物力財力。跟著科技程度的進步,它的手藝逐漸成熟,制作本人民幣降落,夷易近用工業(yè)也開端運用。如今它可以用在船舶、航行器以及航空船舶模子上面。以船舶為例,它靠螺旋槳將主機的馬力傳送到水中,再由螺旋槳兩面的壓力差推進船只行進,以是螺旋槳要蒙受來自各個偏向的力。對付螺旋槳,機能方面有如許的要求:比重小、耐蝕性佳、彈性康復、強度高。分量輕的螺旋槳,對晉升速率有顯著的后果,還能減低油耗。船舶螺旋槳歷久浸泡在水中,多半環(huán)境照樣海水,這就要求有較康復的耐蝕性。彈性康復的螺旋槳,可以吸引震蕩,進步運用壽命。最緊張的是強度高,能力蒙受住來自各方的力。螺旋槳碳纖維生產(chǎn)工藝 ?可以用來制取碳纖維的原料有許多種,按它的來源主要分為兩大類,一類是人造纖維,如粘膠絲,人造棉,木質素纖維等,另一類是合成纖維,它們是從石油等自然資源中提純出來的原料,再經(jīng)過處理后紡成絲的,如腈綸纖維,瀝青纖維,聚丙烯腈(PAN)纖維等。 ?經(jīng)過多年的發(fā)展,目前只有粘膠(纖維素)基纖維、瀝青纖維和聚丙烯腈(PAN)纖維三種原料制備碳纖維工藝實現(xiàn)了工業(yè)化。 ? ?1,粘膠(纖維素)基碳纖維 ?用粘膠基碳纖維增強的耐燒蝕材料,可以制造火箭、導彈和航天飛機的鼻錐及頭部的大面積燒蝕屏蔽材料、固體發(fā)動機噴管等,是解決宇航和導彈技術的關鍵材料。粘膠基碳纖維還可做飛機剎車片、汽車剎車片、放射性同位素能源盒,也可增強樹脂做耐腐蝕泵體、葉片、管道、容器、催化劑骨架材料、導電線材及面發(fā)熱體、密封材料以及醫(yī)用吸附材料等。 ?雖然它是最早用于制取碳纖維的原絲,但由于粘膠纖維的理論總碳量僅44.5%,實際制造過程熱解反應中,往往會因裂解不當,生成左旋葡萄糖等裂解產(chǎn)物而實際碳收率僅為30% 以下。所以粘膠(纖維素)基碳纖維的制備成本比較高,目前其產(chǎn)量已不足世界纖維總量的1%。但它作為航空飛行器中耐燒蝕材料有其獨特的優(yōu)點,由于含堿金屬、堿土金屬離子少,飛行過程中燃燒時產(chǎn)生的鈉光弱,雷達不易發(fā)現(xiàn),所以在軍事工業(yè)方面還保留少量的生產(chǎn)。 ? ?2,瀝青基碳纖維 ?1965年,日本群馬大學的大谷杉郎研制成功了瀝青基碳纖維。從此,瀝青成為生產(chǎn)碳纖維的新原料,是目前碳纖維領域中僅次于PAN基的第二大原料路線。大谷杉郎開始用聚氯乙稀(PVC)在惰性氣體保護下加熱到400℃,然后將所制PVC瀝青進行熔融紡絲,之后在空氣中加熱到260℃進行不熔化處理,即預氧化,再經(jīng)炭化等一系列后處理得到瀝青基碳纖維。 ?目前,熔紡瀝青多用煤焦油瀝青、石油瀝青或合成瀝青。1970年,日本吳羽化學工業(yè)公司生產(chǎn)的通用級瀝青基碳纖維上市,至今該公司仍在規(guī)?;a(chǎn)。1975年,美國聯(lián)合碳化物公司(Union Carbide Corporation)開始生產(chǎn)高性能中間相瀝青基碳纖維“Thornel-P”,年產(chǎn)量237t。我國鞍山東亞精細化工有限公司于20世紀90年代初從美國阿石蘭石油公司引進年產(chǎn)200t通用級瀝青基碳纖維生產(chǎn)線,1995年已投產(chǎn),同時還引進了年產(chǎn)45t活性碳纖維的生產(chǎn)裝置。??3,聚丙烯腈(PAN)基碳纖維?PAN基碳纖維的炭化收率比粘膠纖維高,可達45%以上,而且因為生產(chǎn)流程,溶劑回收,三廢處理等方面都比粘膠纖維簡單,成本低,原料來源豐富,加上聚丙烯腈基碳纖維的力學性能,尤其是抗拉強度,抗拉模量等為三種碳纖維之首。所以是目前應用領域最廣,產(chǎn)量也最大的一種碳纖維。PAN基碳纖維生產(chǎn)的流程圖如圖1所示。