碳纤维在的发展概况
(一)发展过程
我国碳纤维自本世纪60年代初问世以来,其发展受到了政府主管部门的重视,其特点是以军工任务带动学科发展。经过40年的艰苦创业,已形成了一支专门的科技队伍和初具规模的工业化工厂,为国防和国民经济建设作出了一定贡献。但由于它是多学科、跨行业的高难技术,又加上我国相关工业基础和科技力量薄弱,投资力度不足,国际合作环境不利(巴统禁运),管理上缺乏经验和部门所有制造成资金分散等诸多不利因素,导致我国与国外水平差距愈拉愈大。70年代相差8-10年,80年代相差 15年,90年代相差约 15-20年(见图 3)。为此应认真回顾过去,实事求是的总结经验教训,找出差距的原因,以利其加速发展。现将我 国碳纤维及其原丝发展概况分述如下:

l、初始阶段
聚丙烯睛基碳纤维的研究开发始于60年代初,中科院长春应化所先开始研究,随后山西煤化所、北化所、航空部621所纷纷上马,但均属自筹科研课题。当时选用市售民用聚丙烯增纤维为原丝,经间断预氧化、碳化工序制备碳纤维,所碳纤维性能较低,抗拉强度(σ):< 1.2GPa,毛丝多。在不断的探索研究中发现,民
用聚丙烯睛纤维聚组分仅适用于染色需求而不适宜制备碳纤维,因此该阶段已提出需要研制碳纤维专用的原丝;化工部吉林化工研究院愿意与长春应化所协作进行专题研究。
2、大力发展阶段
70年代任务明确,投资力度加大。七机部(航天部)要求研制出抗拉强度大于2.5GPa连续均匀碳纤维长丝,供织布和三向纺织使用,为导弹端头帽和大面积防热层提供增强体。当时处于文化大革命动乱时期,碳纤维研制单位涉及燃化部、科学院、纺织部、冶金部等十几个单位,组织上无统一规划和合理分工。当时领
导邓小平委托张爱萍召开了“75・ 11”会议并增加1千万科研经费以加快碳纤维的发展。这些经费起到了关键性的推动作用。现重点将燃化部在组织上、技术上所采取的措施简介如下:
组织上,在燃化部(化工部)二局统一领导下,明确攻关任务和承担者,原丝由吉化研究院承担,碳纤维研制由山西煤化所承担,派专人监督检查各单位任务执行情况,发现问题及时协商解决,完成情况每季度上报一次。
技术上,先研制成功硝酸一步法合格稳定的“均聚”聚丙烯睛原丝,通过后处理获得的碳纤维性能达到日本T200水平。这种原丝虽比民用丝好但仍不能满足任务要求。吉林化工研究院又积极组织人力,开发出专供碳纤维丙烯睛“共聚”原丝。
此外,吉化院、吉林炭素厂、上海炭素厂、兰州炭素厂、上海合纤所和辽源特种纤维厂等单位也采用国产PAN原丝研制碳纤维并向用户提供了小批量产品,这些产品都是IK、3K碳纤维,力学性能均不稳定,工艺性能也均不好。尽管如此,国产碳纤维价格却高达3000元/公斤。
3、提高 CF质量,实现工业化阶段
为了满足军工部门高性能碳纤维需求,科委制定了配套性的攻关计划,采取择优支持和夺标等方式挑选承担单位。从“六五”至“九五”整整花了20年的工夫,承担者有中科院、冶金部、纺织部及化工部等下属单位。对于高强型碳纤维( σ: 4.5-5.5GPa),至今研制任务也未完成。对于高模型碳纤维,“八五”由北京化工大学承担研制任务,完成指定任务后于叨年通过化工部鉴定。在此基础上,“九五”在国防科委领导下进行了吨级规模放大,由于资金不足,一步不能到位,“九五”只实现了 300kg/a的规模。
为了加快我国碳纤维的开发,在“七五”期间把碳纤维推向工业化,科委批准引进碳纤维的制造技术及设备。于1985年7月在北京友谊宾馆召开了引进项目方案的专家评审会。1988年从英国R・K公司引进了年产100吨碳纤维的生产线。由于当时国内碳纤维市场较小,又加上引进的设备也存在一些问题等原因,这条生产线至今也没发挥大的作用。








































