产地 : | 北京 | 适用范围 : | 结构植筋 |
材质 : | 环氧树脂 | 规格 : | 45KG/组 |
功能 : | 植筋锚固 | 品牌 : | 博瑞双杰 |
国内外碳纤维生产现状及发展趋势
碳纤维是纤维状的碳素材料,含碳量在90%以上。它是利用各种含碳的有机纤维在惰性气体中、高温状态下碳化而制得的较高纯度碳链。碳纤维具有十分优异的力学性能,是目前已大量生产的高性能纤维中具有高的比强度和高的比模量的纤维,特别是在2000℃以上的高温惰性环境中,碳材料是唯一强度不下降的物质,是其他主要结构材料(金属及其合凝土的收缩受到钢筋内约束的W阻碍时,粘结作用会迫使钢筋随着混凝土的收缩而缩短,相应地使钢筋产生压应力,其反作用相当于将自由收缩的混凝土拉长,使混凝土产生拉应力。不考虑外力作用时,钢筋的内力与混凝土的截面应力处于平衡状态。金)所无法比拟的。碳纤维呈黑色,坚硬,具有强度高、重量轻等特点,是一种力学性能优异的新材料,它的比重不到钢的1/4,碳纤维树脂复合材料抗拉强度是钢的7.9倍,抗拉弹性模量高于钢。除了优异的力学性能外,碳纤维还兼具其他多种优良性能,如低密度、耐高温、耐腐蚀、耐摩擦、抗疲劳、震动衰减性高、电及热传导性高、热膨胀系数低、X光穿透性高,非磁体但有电磁屏蔽性等。
我国自20世纪60年**始碳纤维研究开发至今已有近40年的历史,但进展缓慢,同时由于发达国家对我国几十年的技术封锁,至今没能实现大规模工业化生产,工业及民用领域的需求长在冬季施工如采取的措施不到位,会导致:水泥浆可能在为凝固前就冰冻导致波纹管的开裂,对结构物造成损害;水泥浆受冻之后强度很低即便温度回升后强度也不可能达到规范的要求,同时会降低水泥浆和预应力钢筋之间的粘结力。期依赖进口,严重影响了我国高技术的发展,尤其制约了航空航天及国防事业的发展,与我国的经济社会发展进程极不相称。所以,研制生产高性能、高质量的碳纤维,以满足和民用产品的需求,扭转大量进口的局面,是*前我国碳纤维工业发展的迫切任务。
一、生产方法
目前,工业化生产碳纤维按原料路线可分为聚丙烯腈(PAN)基碳纤维、沥青基碳纤维和粘胶基碳纤维三大类。碳纤维生产就是不断除去杂质元素(主要为H、N、O、K、Na),减少缺陷,净化、重整碳链的过程。从粘胶纤维制取高力学性能的碳纤维必须经高温拉伸石墨化,碳化收率碳纤维作为混凝土结构的增强材料,从本质上说就是相当于钢筋混凝土结构的额外配筋。钢筋混凝土结构能够协调工作的一个重要前提条件就是混凝土与钢筋的热膨胀系数基本一致,钢筋的热膨胀系数为1.2×10。/℃,混凝土的热膨胀系数为(1.2.1.5)×10巧/℃,这样在温度发生变化时钢筋与混凝土的界面上就不会产生太大的剪应力,从而也不会破坏界面的粘结。但是碳纤维的热膨胀系数在400℃下是负值,即使与环氧树脂形成布材或者板材,其热膨胀系数一般也仅为(0.06.O.30)×lO巧/℃,较混凝土和钢筋的差别较大。若考虑施工固化温度和构件工作温度随结构设置地点和四季温度的差异,温差通常超过40℃,则当发生温度变化时,由于混凝土及碳纤维的温度变形不一致,界面两侧的材料将会互相约束,于是在界面上及碳纤维内部都将不可避免地产生温度应力,尤其是界面上的剪应力将可能导致结构的剥离破坏。对于预应力碳纤维加固的结构来说,温度变化还会影响碳纤维板内的预应力的变化,直接影响加固结果。因此,对于温度应力的分析,以及影响温度应力的参数的研究是非常有必要的。低,技术难度大、设备复杂,成本较高,产品主要为耐烧蚀材料及隔热材料所用;由沥青制取碳纤维,原料来源丰富,碳化收率高,但因原料调制处理复杂、产品性能较低,亦未得到大规模发展;由聚丙烯腈纤维原丝可制得高性能的碳纤维,其生产工艺较其它方法简单,而且产品的力学性能优良,用途广泛,因而自20世纪60年代问世以来,取得了长足的发展,成为*今碳纤维工业生产的主流。
与聚丙烯腈基碳纤维相比,沥青基碳纤维发展相对滞后。1987年9月日本三菱、旭化成建成了年产500t高性能沥青基碳纤维装置,这标志着沥青基碳纤维已处于工业化过渡的新阶段。沥青基碳纤维的炭化收率比聚丙烯腈基高,原料沥青价格也远比聚丙烯腈便宜,在理论上这些差别将使沥青基碳纤维的成本比聚丙烯腈基碳纤维低。然而要制得高性能碳纤维,原料沥青中的杂质等必须完全脱除,沥青转化为中间相沥青,这使得高性能沥青基碳纤维的成本大大增加。实际上高性能沥青基碳纤维的成本反而比聚丙烯腈基碳纤维高。故目前于只追求性能而不计成本的极少数如宇航部门使用。
聚丙烯腈基碳纤维的生产主要包括原丝生产和原丝碳化两个过程。原丝生产过程主要包括聚合、脱泡、计量、喷丝、牵引、水洗、上油、烘干收丝等工序。碳化过程主要包括放丝、预氧化、低温碳化、高温碳化、表面处理、上浆烘干、收丝卷绕等工序。在生产聚丙烯腈(PAN)基碳纤维的时候,被称为“母体”的聚丙烯腈纤维首先要通过聚合和纺纱,然后将这些母体放入氧化炉中在200到300摄氏度进行氧化。另外,还要在碳化炉中,在温度为10加固后的桥梁结构整体寿命应恢复到原设计的桥梁寿命,加固设计应与施工方法紧密结合,并采取有效措施,保证新老 结检查设备连接及电源、水管路、材料准备到位情况,施工平台等措施,检查封锚及孔道密封工作,高压水洗孔并用高压风将孔内积水吹干。每压浆二至三孔作为一组,每一组在灌浆之前先用水灰比0.45的稀浆压入孔道少许润滑孔道,以减小孔道对浆液的阻力。构连接可靠、协同工作,对于大桥、特大桥,其主要承重构件需要加固补强时,加固设计方案应不少于2个,并进行方案比选和经济评价,完成加固方案可行性研究报告;加固设计及施工尽量不损伤原结构,并保留具有利用价值的构件,避免不必要的拆除或更换。00到2000摄氏度间进行碳化制成碳纤维。
尽管碳纤维生产流程相对较短,但生产壁垒很高,其中碳纤维原丝的生产壁垒是难中之难,具体表现在碳纤维原丝的喷丝工艺、聚丙烯腈聚合工艺、丙烯腈与溶剂及引发剂的配比等。目前世界碳纤维技术主要掌握在日本的东丽公司、东邦Tenax集团和三菱人造丝集团,这三家企业技术严格保密,工艺难以外露,而其他碳纤维企业均是处于成长阶段,生产工艺在摸索中不断完善。
A级环氧植筋胶