11月9日,中国纺织工业结合会在江苏省丹阳市组织召开了由拼搏在线官网、中国科学院孝感资料技术与工程钻研所和哈尔滨工业大学共同承担的“超高强高模碳纤维(HF55M)工程化关键造备技术”项目鉴定会,鉴定委员会以为项目成就达到国际先进水平。

01项目钻研布景
高模量碳纤维又称石墨纤维,是一种含碳量99%以上高机能碳纤维,高模量碳纤维是一种机能怪异的军民两用工业资料。高强高模碳纤维拥有高比模量、热膨胀系数幼、尺寸不变蹬着点,是卫星和航天器主体结构、职能结构和防护结构等不成代替的关键资料。目前高模碳纤维宽泛利用于航空航天、体育器材、民用高端产品等先进复合伙料的加强,其中航空航天占据高模碳纤维市场份额的50%左右,高模碳纤维是各级主次结构的主题关键资料,也是将来航天资料发展的沉点。
传统的高强型碳纤维,拥有高拉伸强度和高断裂延长率特点,但抵抗变形能力较弱;而高模型碳纤维则拥有高拉伸模量,但强度和断裂延长率(0.7%~1.2%)较低。高强高模高韧性碳纤维,两全前两类碳纤维的优势特点,要求拥有高拉伸强度、高拉伸模量和高断裂延长率(≥1.5%)的特点,满足高模量碳纤维利用工艺性、提高碳纤维机能利用率、提升复合伙料拉伸机能的综合要求。
美国佐治亚理工学院于2015年初次研造出高强高模高韧碳纤维。作为碳纤维行业的龙头企业,东丽于2018年报路了M40X产品,其强度达5.7 GPa,模量377 GPa,断裂伸长率1.51%。国表新型碳纤维的发展,不再一味钻营超高拉伸强度,而是朝高强度、高模量、高延长率“三高”方向发展,走向与利用指标相符合的方向。高强、高模M40X等级碳纤维,可能满足将来国防及高端设备领域对碳纤维复合伙料机能平衡化的要求。目前国内尚无该纤维成熟竞品,国表重要竞品为东丽M40X,但目前并未大批量销售,因而研造该款碳纤维对实现高机能碳纤维自主可控,缩短碳纤维技术与日本等蓬勃国度的差距,为下一代复合伙料发展奠定技术基础等均拥有极其沉要的战术意思。
02项目重要创新点
项目开发了陆续长周期聚合及高分子量、窄散布聚丙烯腈纺丝原液造备技术;研发出高温高浓凝固成型技术;研造出聚丙烯腈纤维预氧化碳化结构调控与纳米缺点节造技术。结合复合式电化学表表处置工艺,研造出齐全的超高强高模碳纤维工程化技术。

03项目产业化及利用情况
项目建成了十吨级超高强高模HF55M碳纤维工程化出产线,产品经第三方检测,碳纤维拉伸强度≥5800 MPa, 碳纤维拉伸模量≥377 GPa,断裂伸长率≥1.50%,目前该款产品通过了多家利用单元多批次试用,并已实现批量销售,可能满足将来国防及高端设备领域对碳纤维复合伙料机能平衡化的要求,拥有优良的社会和经济效益。