超纖維及其先進(jìn)複合了行材料是當代超材料的重要組成(chéng)部分,是未來新一代航空航天、國(關新guó)防軍工和尖端科學(xué)的先導和保障票術材料。所謂超纖維及其複合材料,是指在性能(néng)和功能(néng)上具討吃有突破性進(jìn)展的超級材料,并越來越接近于其理論值的新型材料,當然也包括北河新出現的超纖維及複合材料。從上述意義上來說(shuō),這(zhè)類什男材料是動态的,随著(zhe)科技的發(fā)展近黑,將(jiāng)不斷更新換代。
1 無機類超纖維及其複合材料
超碳纖維及其複合材料
碳纖維(CF)被(bèi)譽為“新材料之王”,目前已商品化的産品最花議高強度為7 GPa,我國(guó)剛突子小破的研發(fā)水平為6.3GPa。最新研發廠黑(fā)成(chéng)功的超碳纖維(UCF)是日本東麗TORA問跳YCA®的T2000,強度高文就達60GPa,相當于碳纖維理論值(1煙唱80GPa)的1/3。
T2000的出現使CF從斷裂伸長(cháng黑費)率為2.2%的脆性材料提升為2.5%以上的高韌性好拿防彈材料,當其複合材料用作坦克和裝甲車的結構為少材料時(shí),防穿甲彈能(néng)力可提高6倍,花分因此可用作未來超現代化的軍艦和戰鬥機等新型武器系統以及運載火影時箭和導彈的殼體結構材料。
TORAYCA®碳纖維知訊紗/布
超級中間相瀝青基碳纖維(U-MPC空書F)及其複合材料
U-MPCF是已産業化的碳纖維中拉伸模量紅票和導熱系數最高的産品,兩(liǎng)項指标分别達到(dào)了銀東935GPa和900W/(m·K),專南歌利上發(fā)表的上述兩(liǎng)個值分别超過(g一在uò)1 000GPa和1 000W/(m·K),主要用于需要耐高溫、抗燃、高他身剛性、熱膨脹系數小和耐宇宙射線的領域,例如衛星天線闆等。
各類MPCF增強熱塑性樹脂制品
目前市場上已開(kāi)發(fā)出超高導熱系數系列産品,以日本Grano窗能c纖維為例,其導熱系數有320得金、500、600和900W/(m·K)購笑等幾種(zhǒng)。
日本三菱樹脂公司的U-MPCF暗美為該類纖維的最高性能(néng)水平産品,包括:拉伸強度3.8GP紅上a,拉伸模量900GPa,斷裂伸長(cháng)率0.4%,業資導熱系數620W/(m·K);或可一拉伸強度3.7GPa,拉伸模量935GPa,導熱系數80鐵西0W/(m·K)。
目前,我國(guó)湖南大學(x報聽ué)、北京化工大學(xué)及和間多家企業正開(kāi)展相關纖維的中試研究,預期“十三黃小五”期間將(jiāng)建設百噸級生産線。
2 聚對(duì)亞苯基苯并二噁唑纖維
PBOF是綜合性能(néng)極佳的身站超纖維,拉伸強度5.5~6.0GPa,模量從船300GPa,熱分解溫度650℃,在500銀男℃下暴露1h可保留80%的初始模量,而對(光熱duì)位芳香族聚酰胺纖維在450℃便分解,極限氧指數(LOI)身雪達到(dào)68,可用于體育、工業及防護領域可有。美國(guó)國(guó)家航空航天局(NASA)將(jiāng)其森謝用于火星表面(miàn)探測器吊帶,長(cháng)20m。該纖維的電亮主要缺點是紫外光穩定性和儲存穩定性差,南影改進(jìn)方法是在其苯環上引入羟基或進(jìn)行共聚改性。
目前隻有日本東洋紡有400 t/a的PBOF産能木兒(néng),其産品商品名為“Zylon”。我國(guó制秒)約有 6 家單位研制,其中中藍、晨光化工研究院正光場建設350 t/a的生産線,中試産品強度可達 6 GPa;浙江工業大機鄉學(xué)和北京化工大學(xué)正與相學和關企業合作,分别興建300和100 t/a的生産線。
3 芳雜環類三元共聚纖維
芳綸Ⅲ是綜合性能(néng)極佳的有機超纖維,最早由俄羅樂會斯的3家科研院所研制,包括全俄合成(chéng)纖維科學(睡的xué)研究院、聖彼德堡化纖研究院和莫斯科複合材料科研生産森聽聯合體,現主要由石頭城化工廠生産。該纖維的應用領域包括纖維編織、山秒輕質防彈服、火箭和導彈發(fā)動機殼體等。
芳綸Ⅲ的主要應用領域
目前,産品已形成(chéng)系列化的有SVM、費器ARMOS、Rusar系列産品、Artek、Ruslan、Aru吧請s等,具有超高強度、高模量、抗燃、耐高溫什信等特點,其中Rusar(苯環上含氯産品)産量最大,成(chéng)本低,用途如如最廣,其中的Rusar NT的拉伸強度高達7GPa,相當于東麗的T10去老00,在有機纖維中最高。
我國(guó)有4家單位已小知又規模投産,四川輝藤、晨光化工研究院、航天就到46所和廣東新會(huì)彩豔公司的産能(néng微雜)各為300、50、50和50t/a,今後(hòu)晨光化工務要也計劃擴至百噸級規模,但相較于俄羅斯2000t/a的規模,仍有較大房資的距離。
南通紡織絲綢産業技術研究院
Nantong Textile & S熱和ilk Industrial Tech從這nology Research Ins風一titute
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