高模高强聚乙烯纤维牵伸机实用新型专利
高密度聚乙烯介绍
HDPE管的性能评述： ● 抗热(寒)性：温度介于-80℃至100℃之间，HDPE管可安全使用。 ● 抗外力：在工作温度条件下，HDPE管的抗压性能极佳。 ● 抗磨损性：HDPE管具有很高的抗磨损性，它的厚管壁可提供额外的保护。 ● 抗化学性：HDPE分子结构（链烷结构）稳定，管道抗化学性很强。 ● 牢固性：HDPE管无论采用电熔焊接或热熔焊接的连接方式，其焊缝的强度均高于管材自身的强度。 ● 冷凝作用：HDPE管是弱的热导体，短时间的冷却过程，管道不会产生结露现象。 ● 在火中的表现：在高温情况下，HDPE管不易燃烧，管道在火中燃烧不会放出有毒气体。 ● 太阳辐射：通过添加碳黑，HDPE管能抵抗由太阳紫外线引起的管材老化脆化现象。另，根据我公司的多年施工经验，可采取刷漆、管道外壁包裹薄板等措施解决HDPE管与建筑效果匹配的问题。 ● 噪音：HDPE管是软性材料，E弹性模量很小，管道能限制以空气或固体为载体的声音传播。 ● 热膨胀系数：HDPE管的热胀冷缩比其它管材明显，在安装设计中必须考虑可能的热胀冷缩问题。尽管其膨胀系数较大，但由于弹性系数远低于其它材料，因此膨胀应力还是较低的。 聚丙烯PP部分牌号介绍 品名型号产地熔指g/10min 特性及用途 拉丝级T30S 大连西太2.5-3.5 膜丝,纺织膜丝线,地毯背衬. 拉丝级T30S 天津联合3 纺织薄膜纱,地毯贴背. 拉丝级T30S 华北一炼3.2 用于包装绳和包装袋，地毯背衬，人造成草坪和各种用途的挤塑料网。 拉丝级T30S 大连有机3 膜丝,纺织膜丝线,地毯背衬. 拉丝级T30S 齐鲁石化3 生产膜裂纤维（农用绳索，细绳，纺纱）单丝，拉伸膜，管膜，流涎膜。 拉丝级T30S 抚顺乙烯2.5-3.5 编织袋,绳,地毯背衬,吹膜,集装袋. 拉丝级T30S 中原乙烯2.5-3.5 迁合于制作编织袋，打包带，绳索、地毯，被衬，家庭小用品，玩具，注射器。 拉丝级PP022 大连有机3 膜丝,纺织膜丝线,地毯背衬. 拉丝级PP022 前郭炼油2.2-3.8 膜丝,纺织膜丝线,地毯背衬. 拉丝级5004 辽阳烯烃2.6-4.4 适用于切制薄膜（扁丝），单丝，和复丝。 拉丝级2401 燕化2.5 编织袋和编织膜 拉丝级S1003 燕化3.2 窄带，扁丝。 拉丝级163 南韩大林3.5 加工性,机械物性优秀,自动包装袋,绳子. 纤维级Z30S 独山子22-28 均聚物,长丝,丙纶,丙纶短纤维. 纤维级Z30S 任丘25 适于中速到高速纺生产的细旦膨化丝，连续丝和长丝。 纤维级Z30S 西太22-27 低速纺短纤维，BCF-CF复丝。 纤维级Z30S 抚顺乙烯20 均聚物,长丝,丙纶,丙纶短纤维. 纤维级185 南韩大林38 高纺丝、窄分子量分布、无味。（适合于BCF，CF及低Denier 短纤维的高速加工）
超高分子量聚乙烯纤维的技术与市场发展
超高分子量聚乙烯纤维的技术与市场发展 第1期50 2011年3月 纤维复合材料 FIBERCoMPoSITES Nl Mar.,2011 超高分子量聚乙烯纤维的技术与市场发展 赵刚,赵莉,谢雄军 (中国航天第三研究院,北京100074) 摘要本文简要介绍了世界高性能纤维主要品种——超高分子量聚乙烯纤维的基本性能和主要应用领域,重点 归纳了十几年来国内外相关企业的生产,技术和行业发展状况,综合分析了国内外超高分子量聚乙烯纤维及其复 合材料市场的供需趋势,指出了该种纤维行业具有良好的产业发展优势与前景. 关键词高性能纤维;超高分子量聚乙烯纤维(UHMW—PE纤维,HS—HMPE纤维);复合材料市场 UltraHighMolecularWeightPolyethyleneFiberMaterial TechnologyandMarketDevelopmentProspect ZHAOGang,ZHAOLi,XIEXiongjun (TheThirdResearchAcademyofChinaAerospace,Beijing100074) ABSTRACTThissummarydescribeshighperformancefiber_一ultrahighmolecularweightpolyethylene(UHMW— PE)fiberintheword,anditsbasicperformanceandmainapplicationarea,focusrelatedenterp riseofproduction,technolo? gYandindustrydevelopmentstatus,analysisthemarketofthesupplyanddemandtrendsofthe fiberanditscomposites,
(完整版)塑料托盘原料高密度聚乙烯详解
塑料托盘原料高密度聚乙烯英文名称为“High Density Polyethylene”，简称为“HDPE”。塑料托盘原料HDPE是一种结晶度高、非极性的热塑性树脂。原态塑料托盘原料HDPE的外表呈乳白色，在微薄截面呈一定程度的半透明状。PE具有优良的耐大多数生活和工业用化学品的特性。某些种类的化学品会产生化学腐蚀，例如腐蚀性氧化剂（浓硝酸），芳香烃（二甲苯）和卤化烃（四氯化碳）。该聚合物不吸湿并具有好的防水蒸汽性，可用于包装用途。塑料托盘原料HDPE具有很好的电性能，特别是绝缘介电强度高，使其很适用于电线电缆。中到高分子量等级具有极好的抗冲击性，在常温甚至在-40F低温度下均如此。 塑料托盘原料HDPE是一种由乙烯共聚生成的热塑性聚烯烃。虽然塑料托盘原料HDPE 在1956年就已推出，但这种塑料还没达到成熟水平。这种通用材料还在不断开发其新的用途和市场。 主要特性 塑料托盘原料HDPE是一种结晶度高、非极性的热塑性树脂。原态塑料托盘原料HDPE 的外表呈乳白色，在微薄截面呈一定程度的半透明状。PE具有优良的耐大多数生活和工业用化学品的特性。某些种类的化学品会产生化学腐蚀，例如腐蚀性氧化剂（浓硝酸），芳香烃（二甲苯）和卤化烃（四氯化碳）。该聚合物不吸湿并具有好的防水蒸汽性，可用于包装用途。塑料托盘原料HDPE具有很好的电性能，特别是绝缘介电强度高，使其很适用于电线电缆。中到高分子量等级具有极好的抗冲击性，在常温甚至在-40F低温度下均如此。各种等级塑料托盘原料HDPE的独有特性是四种基本变量的适当结合：密度、分子量、分子量分布和添加剂。不同的催化剂被用于生产定制特殊性能聚合物。这些变量相结合生产出不同用途的塑料托盘原料HDPE品级；在性能上达到最佳的平衡。 密度 这是决定山东力扬塑料托盘原料HDPE特性的主要变量，虽然被提到的4种变量确实起到相互影响作用。乙烯是聚乙烯主要原料，少数的其它共聚单体，如1一丁烯、l一己烯或1一辛烯，也经常用于改进聚合物性能，对塑料托盘原料HDPE，以上少数单体的含量一般不超过1％－2％。共聚单体的加入轻微地减小了聚合物的结晶度。这种改变一般由密度来衡量，密度与结晶率呈线性关系。美国一般分类按ASTM D1248规定，塑料托盘原料HDPE 的密度在0．940g／。C以上；中密度聚乙烯（MDPE）密度范围0．926～0．940g／CC。其它分类法有时把MDPE归类于塑料托盘原料HDPE或LLDPE。均聚物具有最高密度、最大的刚度，良好的防渗透性和最高的熔点，但一般具有很差抗环境应力开裂（ESCR）。ESCR是PE 抗由机械或化学应力所引起的开裂性的能力。更高的密度一般改进了机械强度性，例如拉伸强度、刚度和硬度；热性能如软化点温度和热变形温度；防渗透性，如透气性或水蒸气透过性。较低的密度改进其冲击强度和E－SCR。聚合物密度主要是受共聚单体加入的影响，但较少程度也受分子量影响。高分子量百分数使密度略有降低。例如，在一个较宽分子量范围内均聚物具有不同的密度。 生产和催化剂 PE最通常的生产方法是通过淤浆或气相加工法，也有少数用溶液相加工生产。所有这些加工过程都是由乙烯单体、a-烯烃单体、催化剂体系（可能是不止一种化合物）和各种类型的烃类稀释剂参与的放热反应。氢气和一些催化剂用来控制分子量。淤浆反应器一般为搅拌釜或是一种更常用的大型环形反应器，在其中料浆可以循环搅拌。当乙烯和共聚单体（根据需要）和催化剂一接触，就会形成聚乙烯颗粒。除去稀释剂后，聚乙烯颗粒或粉粒被干燥并按剂量加入添加剂，就生产出粒料。带有双螺杆挤出机的大型反应器的现代化生产线，
碳纤维综述
PAN 基碳纤维 摘要: 聚丙烯晴基碳纤维是一种力学性能优异的新材料，具有高强度、高模量、低密度、耐高温、耐腐蚀、耐摩擦、导电、导热、膨胀系数小、减震等优异性能，是航空航天、国防军事工业不可缺少的工程材料，同时在体育用品、交通运输、医疗器械和土木建筑等民用领域也有着广泛应用。本文简要介绍了其结构，制备方法，性能，应用领域及其前景。 关键词：PAN 基碳纤维 碳纤维结构 PAN 基碳纤维制备 PAN 基碳纤维性能 PAN 基碳纤维应用前景 航天 军事 体育用品 1. 碳纤维结构 碳纤维属于聚合的碳，它是由有机物经固相反应转化为三维碳化合物，碳化历程不同，形成的产物结构也不同。 碳纤维和石墨纤维在强度和弹性模量上有很大差别，这主要是由于其结构不同，碳纤维是由小的乱层石墨晶体所组成的多晶体，含碳量约75%~95%；石墨纤维的结构与石墨相似，含碳量可达98%~99%，杂志少。碳纤维的含碳量与制造纤维过程中碳化和石墨化过程有关。 2. PAN 基碳纤维的制备 从原料丙烯晴到聚丙烯晴基碳纤维的制备过程中可以看出四个关键步骤：PAN 的聚合， 原丝的制备，原丝的预氧化以及预氧化丝的炭化和石墨化。 2.1 PAN 的聚合 由于PAN 分子结构的特性，纯聚体PAN 不适宜作为碳纤维前驱体。工业生产中，往往采用共聚PAN 来制备PAN 原丝。引入共聚单体可以起到如下作用：减少聚合物原液中凝胶的产生；增加聚合物的溶解性和可纺性；降低原丝环化温度及变宽放热峰。但也可能带来一些负作用：降低原丝的结构规整性和结晶度；增加大分子链结构的不均匀性；引入更多的无机和有机杂质等。 2.2 原丝的制备 PAN 在熔点（317°C ）以下就开始分解，因此形成纤维主要通过湿法或干湿法进行纺丝。 干湿法纺丝由于将挤出膨化与表皮凝固进行了隔离，纤维的成形机理有所改变，因此湿法纺丝凝固过程中皮层破裂或径向大孔及表皮褶皱等现象基本消失，干湿法纺丝的原丝表面及内单体引发剂 聚合 纺丝 原丝 预氧化 预氧丝 炭化 石墨化 表面处理 上浆 碳纤维 石墨纤维
高强高模聚乙烯纤维性能和用途.
高强高模聚乙烯纤维性能和用途 （一）性能介绍 UHMWPE纤维特殊的结构特征决定了它具有许多良好的优异的性能。一般而言,高强高模聚乙烯纤维本身具有三种形状:即单丝、复丝和带子,形状规格不同其物理性能差异较大。UHMWPE纤维具有很高的轴向比拉伸强度和模量，而且能量吸收性能比芳纶优越，并且也弥补了高性能的碳纤维、碳化硅纤维等断裂应变小的弱点。同时它还具有耐紫外线辐射、耐化学腐蚀、介电常数低、电磁波透射率高、摩擦系数低及突出的抗冲击、抗切割等优异性能。它是目前强度最高的纤维之一，比强度能达到优质钢的15 倍，模量也很高，仅次于特种碳纤维。断裂伸长率较其它特种纤维高，断裂功很大。 UHMWPE 纤维性能指标： 回潮无沸水收缩率＜1％，熔点135～145℃，导热率（沿纤维轴向）20w/m k ，热膨胀系数－12×106/k21，介电常数（22℃，10GHhz）2.25，介电强度900kv/cm 。 （1）优良的力学性能 高强高模聚乙烯纤维的密度为0.97g/cm3，只有芳香族聚酰胺纤维（芳纶）的2/3、高模碳纤维的1/2，而轴向拉伸性能很高。Spectra1000纤维的比拉伸强度时现是高性能纤维中最高的，比拉伸模量比高模量碳纤维低，但比芳香族聚酰胺纤维高得多。如果再考虑比重的话，它是一种非常独特的纤维，在保持良好性能同时，还能省重量。高强高模PE纤维的理论值可达320km,约为芳纶的二倍。由于复合材料的拉伸强度是由纤维控制的，因此高强高模聚乙烯纤维单向增强复合材料的纵向拉伸性能也很好。几种高性能纤维的性能比较表见表1—5。图1—12是各种纤维的应力—应变曲线，从图上可以看到，强度在2.734~3.5N/tex 范围内，高强高模聚乙烯纤维的断裂伸长率为3%~5%，相对于碳纤维、玻璃纤维和芳香族聚酰胺纤维来说，拉断该纤维所花费的能量是最大的。图1—13对几种纤维的比强度、比模量进行了比较。从图中可以看出，高强高模聚乙烯纤维的比强度、比模量明显高于其他纤维，在相同质量的材料中，强度最高。
碳纤维的特性及应用
碳纤维的特性及应用 碳纤维是高级复合材料的增强材料，具有轻质、高强、高模、耐化学腐蚀、热膨胀系数小等一系列优点，归纳如下： 一、轻质、高强度、高模量 碳纤维的密度是1.6-2.5g/cm3，碳纤维拉伸强度在2.2Gpa以上。因此，具有高的比强度和比模量，它比绝大多数金属的比强度高7倍以上，比模量为金属的5倍以上。由于这个优点，其复合材料可广泛应用于航空航天、汽车工业、运动器材等。 二、热膨胀系数小 绝大多数碳纤维本身的热膨胀系数，室内为负数（-0.5～-1.6）×10-6/K，在200～400℃时为零，在小于1000℃时为1.5×10-6/K。由它制成的复合材料膨胀系数自然比较稳定，可作为标准衡器具。 三、导热性好 通常无机和有机材料的导热性均较差，但碳纤维的导热性接近于钢铁。利用这一优点可作为太阳能集热器材料、传热均匀的导热壳体材料。 四、耐化学腐蚀性好 从碳纤维的成分可以看出，它几乎是纯碳，而碳又是最稳定的元素之一。它除对强氧化酸以外，对酸、碱和有机化学药品都很稳定，可以制成各种各样的化学防腐制品。我国已从事这方面的应用研究，随着今后碳纤维的价格不断降低，其应用范围会越来越广。 五、耐磨性好 碳纤维与金属对磨时，很少磨损，用碳纤维来取代石棉制成高级的摩檫材料，已作为飞机和汽车的刹车片材料。 六、耐高温性能好 碳纤维在400℃以下性能非常稳定，甚至在1000℃时仍无太大变化。复合材料耐高温性能主要取决于基体的耐热性，树脂基复合材料其长期耐热性只达300℃左右，陶瓷基、碳基和金属基的复合材料耐高温性能可与碳纤维本身匹配。因此碳纤维复合材料作为耐高温材料广泛用于航空航天工业。 七、突出的阻尼与优良的透声纳 利用这二种特点可作为潜艇的结构材料，如潜艇的声纳导流罩等。 八、高X射线透射率 发挥此特点已经在医疗器材中得到应用。 九、疲劳强度高 碳纤维的结构稳定，制成的复合材料，经应力疲劳数百万次的循环试验后，其强度保留率仍有60%，而钢材为40%，铝材为30%，而玻璃钢则只有20%-25%.因此设计制品所取的安全系数，碳纤维复合材料为最低。
我国高强高模聚酰亚胺纤维技术国际领先
我国高强高模聚酰亚胺纤维技术国际领先 2016.6 “年产30吨高强高模聚酰亚胺纤维制备技术及装备”项目通过科技成果鉴定 2016年6月25日，中国石油和化学工业联合会在北京组织召开了由北京化工大学和江苏先诺新材料科技有限公司共同完成的“年产30吨高强高模聚酰亚胺纤维制备技术及装备”项目科技成果鉴定会。 中国科学院院士周其凤，中国工程院院士陈祥宝以及行业专家组成的鉴定委员会对该项目进行了评定。鉴定委员会听取了项目完成单位的各项报告，审阅了相关材料，观摩了系列产品，经过质询和讨论，一致同意通过鉴定，该成果整体处于国际领先水平。 该成果创新性地设计出具有高强高模特点化学结构的聚酰亚胺纤维，实现了结构性能的调控。开发了高强高模聚酰亚胺纤维一体化纺丝工艺，提高了单体的可选择性、纤维结构和性能的可调控性，更加环境友好。自主设计研发成功高强高模聚酰亚胺纤维一体化制备工艺和成套设备，建成了国内外首条年产30吨规模高强高模聚酰亚胺纤维一体化生产线，并实现了小批量稳定化生产，具有自主知识产权。
该成果制备的聚酰亚胺纤维拉伸强度≥3.5GPa，模量≥150GPa，具有非常优异的综合性能，在轻质高强防弹、透波、压力容器、热防护等领域具有广阔的应用前景。 专家认为，该成果对我国自主高性能材料保障下游供给具有重要意义，并建议进一步加大投入，加强应用研究和推广，尽快实现规模化生产，进一步巩固我国在该领域的领跑地位。 目前，北京化工大学武德珍教授团队正在着手进行百吨级生产线的建设。 高强高模聚酰亚胺纤维简介
高强高模聚酰亚胺纤维由于含有特殊的酰亚胺环结构，能够同时具有非常优良的机械性能、耐高低温性能、自熄性能、耐辐射性能，以及优良的介电性能、耐腐蚀性能、生物相容性和低密度性，是综合性能最为优异的一款高性能有机纤维，在航空航天、国防军工、核工业、微电子等领域具有广阔的应用前景。但是，由于聚酰亚胺不溶不熔的特点，使高强高模聚酰亚胺纤维极难纺制。 （来源：中国化工报）
LDPE高低密度聚乙烯与HDPE高密度聚乙烯的性能差别
LDPE高低密度聚乙烯和HDPE高密度聚乙烯的性能差别 LDPE低密度聚乙烯手感柔软；白色透明，但透明度一般。HDPE 高密度聚乙烯是一种结晶度高、非极性的热塑性树脂，LDPE低密度聚乙烯燃烧火焰上黄下蓝；燃烧时无烟，有石蜡的气味，熔融滴落，易拉丝。LDPE低密度聚乙烯主要用途是作薄膜产品，还用于注塑制品，医疗器具，药品和食品包装材料，吹塑中空成型制品等。 HDPE高密度聚乙烯是一种结晶度高、非极性的热塑性树脂。原态HDPE 的外表呈乳白色，在微薄截面呈一定程度的半透明状。PE具有优良的耐大多数生活和工业用化学品的特性。某些种类的化学品会产生化学腐蚀，例如腐蚀性氧化剂（浓硝酸），芳香烃（二甲苯）和卤化烃（四氯化碳）。该聚合物不吸湿并具有好的防水蒸汽性，可用于包装用途。HDPE 高密度聚乙烯具有很好的电性能，特别是绝缘介电强度高，使其很适合用于电线电缆。中到高分子量等级在常温甚至在-40F低温度下具有极好的抗冲击性。 LDPE和HDPE 之间性能差别： 拉伸强度：LDPE为7-14Mpa，而HDPE 为24-31Mpa 使用温度：LDPE为100度以下，而HDPE 为120以下 邵氏温度：LDPE为41-45，而HDPE 为60-70 LDPE是高压下乙烯自由基聚合而获得的热塑性塑料。低密度聚乙烯的加工温度低一些，约160度左右，密度为0.918-0.932克/立方厘米。 HDPE 加工温度比LDPE高，大约180度，密度也较高。
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1.高强高模天然纤维——蜘蛛丝要点
——蜘蛛丝 作者：凌正 摘要：蜘蛛丝是一种天然动物蛋白纤维,含有(GPGXX)n/(GPGQQ)n、An/(GA)n、(GGX)n等多种重复多肽序列,具有多样的分子结构、机械性能与生物生态学功能,同时还具有强度高、弹性好、初始模量大、断裂能大、可生物降解、生物相容性好、保湿性好、轻盈等其它合成高性能纤维所无法比拟的优良机械性能及特性。为此,本研究对蜘蛛丝的组成、结构、机械性能、纺丝机理、应用前景进行了概述，并且通过对蜘蛛丝的氨基酸组成及其丝纤维的表面形态结构和蜘蛛丝的分子构象与聚集态结构的分析研究，探索蜘蛛丝的组成与结构对其性能的影响，对于开发新型纤维材料具有重要启迪意义。 关键词：高强、高模、天然纤维、蜘蛛丝、结构、机械性能、应用前景。
正文： 前言 蜘蛛因具有许多天然纤维甚至高性能合成纤维无法比拟的优异力学性能，而成了国内外许多研究机构和学者关注的焦点，近年来，国外的学者在研究蜘蛛丝结构和性能的同时，借助于日益发展的生物技术，采用基因移植的方法研制了人工合成蜘蛛丝蛋白，并采用化学纤维纺丝的方法将其制成类蜘蛛丝，但由于性能上的缺陷、加工过程复杂、成本高等因素，仿蜘蛛丝尚未实现工业化生产。从材料科学的角度来看，纤维的性能取决于其大分子链结构和聚集态结构，探明纤维性能形成机理的根本在于：掌握其结构和性能间的本构关系。因此，要使蜘蛛丝的力学性能在人造生体高分子纤维上得到表达，研究其性能的结构机理和形成这种结构的方法原理是至关要的。本文以广泛分布于我国各地的大腹圆蛛为研究对象，在研究分析其三种主要的丝纤维——牵引丝、蛛网框丝、包卵丝的力学性能、色泽、密度与吸湿性以及热学性能的基础上，从以下几方面探索了蜘蛛丝优异力学性能的形成机理。研究了蜘蛛丝力学性能的分子基础分析大腹圆蛛丝纤维的氨基酸组成特征，并通过与其他种类蜘蛛丝及蚕丝丝素纤维的比较，研究蜘蛛丝的氨基酸组成对其分子结构和分子排列的影响。采用激光拉曼光谱和红外光谱技术，分析了不同功能蜘蛛丝的分子构象，探索了蜘蛛丝的氨基酸组成及分子结构和其力学性能间的关系。蜘蛛丝优异力学性能的结构机理及其模化摘要研究了蜘蛛丝力学性能与微观结构的关系采用x射线衍射技研究和分析了蜘蛛丝的结晶结构及其取向。通过对蜘蛛丝的物理、化学处利用扫描电镜观察和分析了蜘蛛丝的微观结构特征，发现了蜘蛛丝具有皮术理芯层结构和原纤化构造。分析了结晶度不足10%的蜘蛛丝具有高强度和高伸长的原因，研究了皮芯层结构对蜘蛛丝力学性能的影响以及不同功能蜘蛛丝应力一应变行为差异的形成原因。研究了成丝条件与蜘蛛丝分子结构及性能的关系在分析蜘蛛丝生物纺丝机制的基础上，研究了成丝过程中蜘蛛丝蛋白分子构象的变化规律，探索了成丝条件对蜘蛛丝分子结构的影响以及蜘蛛随着生存环境和成丝方式的不同对丝纤维性能的自动调控能力，并进一步分析了分子结构和蜘蛛丝力学性能间的关系。研究了皮芯层的比例和性能特征对蜘蛛丝纤维拉伸断裂模式的作用，并建立了理论方程。
聚丙烯腈基碳纤维及其增强复合材料_柴晓燕
2011年第7期广东化工 第38卷总第219期https://www.wendangku.net/doc/7618963251.html, · 293 · 聚丙烯腈基碳纤维及其增强复合材料 柴晓燕，朱才镇，刘剑洪 (深圳大学化学与化工学院，广东深圳 518060) [摘要]聚丙烯腈(PAN)基碳纤维作为一种高比强度和高比模量的增强型与功能型高性能纤维材料，在航空航天、国防军工及文体用品等方面都有广泛的应用。文章主要介绍了聚丙烯腈基碳纤维的制备、结构与性能及其在复合材料中的应用。 [关键词]碳纤维；增强；复合材料 [中图分类号]TQ [文献标识码]A [文章编号]1007-1865(2011)07-0293-03 PAN-based Carbon Fibers And Reinforce Composite Materials Chai Xiaoyan, Zhu Caizhen, Liu Jianhong (College of Chemistry and Chemical Engineering, ShenZhen University, Shenzhen 518060, China) Abstract: Polyacrylonitrile carbon fibers were widely used in many fields, such as aerospace, strategical missile, sports and leisure industries, because of which are the most crucial and imperative part of the reinforce of the composition. The paper mainly introduces the production, structure and property of PAN-based carbon fiber, and the applications in the composite materials. Keywords: carbon fibers；reinforce；composite material 碳纤维是由有机纤维经过一系列的热处理转化而成的含碳量在90 %以上的脆性材料，是一种纤维状的碳材料。作为一种新型材料，碳纤维具有低密度、高比强度、高比模量、耐高温和低温、耐腐蚀、耐疲劳、抗蠕变、导电、传热、热膨胀系数小等一系列的优异性能,结构独特，集众多优异性能于一身，它既可以作为结构材料的增强基承载负荷，又可作为功能材料[1]。由于碳纤维的强度比钢大,相对密度比铝还轻，并且具有上述电学、热学和力学性能，在现代科学技术、现代工业和现代国防的发展中起着重要作用。随着碳纤维产量的提高，碳纤维市场的扩大，价格不断降低，民用应用领域不断扩大。目前碳纤维已经渗透到高尔夫球杆、网球拍、滑雪板、钓鱼竿、游艇、赛艇、汽车构件、火车零件、石油、化工等多个领域，被誉为21世纪最有生命力的新型材料[2]。 碳纤维起源于19世纪60年代，而工业化则起步于20世纪50~60年代，是应宇航工业对耐烧蚀和轻质高强材料的迫切需求而发展起来的。l9世纪末，爱迪生首先用碳丝制作了白炽灯的灯丝，1959年，日本大阪工业试验所的近藤昭男发明了利用聚丙烯腈(PAN)纤维制造碳纤维的新方法，这一工艺很快受到重视，并实现了通用型PAN基碳纤维的工业化生产。而英国在此基础上开发了高性能的PAN基碳纤维的生产技术，处于了领先地位。20世纪70年代后，由于美国航天工业的高速发展，极大地促进了聚丙烯腈基碳纤维的发展[2]。 目前工业生产中主要采用聚丙烯腈(PAN)纤维、沥青纤维和粘胶纤维为原丝来生产碳纤维[3]。其中粘胶基和沥青基碳纤维用途较单一，产量也较为有限，而聚丙烯腈基碳纤维生产工艺简单，产品力学及高温性能优异，具有良好的结构和功能特性，因而发展较快，成为高性能碳纤维发展和应用的最主要和占绝对地位的品种，主要用于高性能结构及功能复合材料，在航天,航空、兵器、船舶等国防领域具有不可替代的作用。 1 PAN基碳纤维 1.1 PAN基碳纤维的制备工艺 PAN基碳纤维的制备包括PAN原丝的纺丝、预氧化和碳化三大工艺过程。优质的PAN原丝是制造高性能碳纤维的首要条件。原丝纺丝工艺有湿法、干法、干湿法和熔融法等[3-5]，其中干湿法和熔融法是新的发展趋势，而湿法工艺则相对较为成熟。湿法成形的纤维纤度变化小、残留溶剂少，而且容易控制原丝质量，因而湿法纺丝仍是目前广泛应用的纺丝工艺。PAN基碳纤维的制备工艺流程如图1所示。 PAN原丝的预氧化，又称热稳定化，一般在180~300 ℃的空气气氛中进行。因为当温度低于180 ℃时反应速度很慢，耗时太长，生产效率过低；然而，当温度高于300 ℃时将发生剧烈的集中放热反应，导致纤维熔融断丝。在预氧化过程中要对纤维施加适当牵伸以抑制收缩、维持大分子链对纤维轴向的取向。预氧化的目的是使热塑性PAN线形大分子链转化为非塑性的耐热梯形结构，从而使纤维在碳化高温下不熔不燃，继续保持纤维形态[7-9]。预氧化方法包括恒温预氧化、连续升温预氧化和梯度升温预氧化。其中，前两种预氧化方法效率较低，目前主要用于实验室研究，而梯度升温预氧化则是当前工业化生产所普遍采用的。预氧化温度及其分布梯度、预氧化时间、张力牵伸等是影响预氧化过程的主要工艺参数。恰当的预氧化工艺可以在较短的时间内使纤维得到稳定化，为后期碳化提供均质的预氧丝；而不恰当的预氧化工艺则会造成原丝热稳定化的过度或不足，在高温碳化过程中纤维可能发生熔断或形成较多结构缺陷，严重影响最终碳纤维的性能。预氧化过程在整个碳纤维制备流程中耗时最长，预氧化时间一般为60~120 min，碳化时间为几分钟到十几分钟，而石墨化时间则以秒计算。可见，预氧化过程是决定碳纤维生产效率的主要环节。 碳化过程一般包括低温碳化和高温碳化两个阶段，低温碳化的温度一般为300~1000 ℃，高温碳化的温度为1100~1600 ℃。碳化时需要采用高纯度氮气作为保护气体。在碳化过程中，较小的梯形结构单元进一步进行缩聚，且伴随热解，向乱层石墨结构转化的同时，释放出许多小分子副产物。非碳元素O、N、H 逐步被脱除，C元素逐步富集，最终生成含碳量在90 %以上的碳纤维。 图1 PAN基碳纤维的制备工艺流程[6] Fig.1 The production of PAN-based carbon fiber 1.2 聚丙烯腈基碳纤维的结构 丙烯腈(AN)在一定的聚合条件下双键被打开，生成大分子链，同时放出反应热。氰基中的氮原子电负性大于碳原子，使氰基中的碳原子与氮原子间的电子云偏向氮原子，氮原子呈负电性，碳原子呈正电性。与氰基相连的主链上的碳原子与氰基中碳原子之间的电子云由于诱导作用的影响，偏向氰基碳原子，所以形成了很强的偶极矩。同一条聚丙烯腈大分子链上的氰基极性相同，互相排斥，呈现出僵硬的刚性，按照一定角度排列形成了对称的圆棒体，如图2所示。圆棒体的直径约为0.6 nm，长度约为10~100 nm。几根至几十根圆棒平行排列形成了有序的结晶区，而杂乱堆砌的大分子链则形成非晶区，即无定形区如图3所示。 聚丙烯腈原丝的预氧化过程从无定形区开始，逐渐发展到结晶区。纤维在预氧化初期是半融状态，丝束结构消失后呈块状的堆垛结构；预氧化中期，块状堆垛结构由束状向片状发散排列结构转变，并且在预氧化的后期趋于稳定。碳纤维是由片状石墨微晶沿纤维轴向方向堆砌而成的所谓“乱层”结构，通常也把碳纤维的结构看成由两维有序的结晶和孔洞组成，其中孔洞的含量、 [收稿日期] 2011-06-10 [作者简介] 柴晓燕(1985-)，女，浙江人，硕士，助教，主要研究方向为碳纤维的结构与性能。
高强高膜聚乙烯纤维
高强高膜聚乙烯纤维的性能及其应用 摘要：高强高模聚乙烯纤维是新兴的高分子纤维，与碳纤维、芳伦并列为三大高性能纤维，其性能优异，已在广泛应用于各个领域。对此，本文对该纤维进行介绍，了高强聚乙烯纤维的性能及其应用发展。 1 高强高膜聚氯乙烯纤维的定义 高强高模聚乙烯纤维(也称为超高分子量聚乙烯纤维，英文Ultr a High Molecular Weight Polyeth ylen e Fiber，简称UHMWPE)，是上世纪80年代初研制成功的高性能有机纤维，它是当今世界三大高科技纤维（碳纤维、芳伦、高强高模聚乙烯纤维）之一，是一种具有高度取向直链结构的纤维。 2.高强高膜聚乙烯纤维生产工艺方法 UHMWPE 纤维的生产采用凝胶纺丝(又称冻胶纺丝) 方法进行。现有的生产工艺可以分为两大类, 一类以DSM 和东洋纺为代表的干法纺丝法,另一类以Hon eywell 为代表的湿法纺丝法。两者的主要区别是采用了不同的溶剂和后续工艺。DSM工艺采用十氢萘溶剂。十氢萘易挥发,可以采用干法纺丝, 省去了其后的萃取工段; Hon ey well 采用石蜡油溶剂,需要后续的萃取工段,用第2溶剂( 萃取剂) 将第1溶剂萃取出来。Hon ey well 等公司采用的石蜡油( par affin oil) , 又称矿物油( min er al oil) 或者白油( whit e oil)。一般为沸点高于350的烃类混合物。国内现有的生产厂家大多数都采用石蜡油为溶剂的湿法纺丝工艺。 3. 高强高膜聚乙烯纤维的性能 超高分子聚乙烯纤维具有高取向度，高结晶度，微纤沿拉伸方向排列规整度高，使用电子显微镜还能够观察到“串晶”结构。这些结构赋予其良好的机械性能: 沿纤维轴向方向，纤维具有很高的耐拉伸性，比强度，比模量都较高; 即使在很低的温度下，该纤维仍能够保持柔软，有研究表明，即使在－ 150℃的条件下，纤维也无脆化点。
高密度聚乙烯
高密度聚乙烯 聚乙烯，聚乙烯英文名称：polyethylene ，简称PE，是乙烯经聚合制得的一种热塑性树脂。在工业上，也包括乙烯与少量α－烯烃的共聚物。聚乙烯无臭，无毒,手感似蜡,具有优良的耐低温性能(最低使用温度可达-70～-100℃),化学稳定性好,能耐大多数酸碱的侵蚀(不耐具有氧化性质的酸),常温下不溶于一般溶剂,吸水性小,电绝缘性能优良。 聚乙烯对于环境应力(化学与机械作用)是很敏感的，耐热老化性差。聚乙烯的性质因品种而异，主要取决于分子结构和 密度。采用不同的生产方法可得不同密度(0.91～0.96 g/cm3）的产物。聚乙烯可用一般热塑性塑料的成型方法(见塑料加工)加工。用途十分广泛，主要用来制造薄膜、容器、管道、单丝、电线电缆、日用品等，并可作为电视、雷达等的高频绝缘材料。随着石油化工的发展，聚乙烯生产得到迅速发展，产量约占塑料总产量的1/4。1983年世界聚乙烯总生产能力为24.65Mt，在建装置能力为3.16Mt。 聚乙烯(PE)塑料一种,我们常常提的方便袋就是聚乙烯(PE).聚乙烯是最结构简单的高分子，也是应用最广泛的高分子材 料。它是由重复的–CH2–单元连接而成的。聚乙烯是通过乙烯（ CH2=CH2 ）的加成聚合而成的。 聚乙烯的性能取决于它的聚合方式。在中等压力(15-30大气压)有机化合物催化条件下进行Ziegler-Natta聚合而成的 是高密度聚乙烯(HDPE)。这种条件下聚合的聚乙烯分子是线性的，且分子链很长，分子量高达几十万。如果是在高压力(100-300MPa)，高温(190–210C)，过氧化物催化条件下自由基聚合，生产出的则是低密度聚乙烯(LDPE)，它是支化结构的。 高密度聚乙烯，英文名称为“High Density Polyethylene”，简称为“HDPE”。HDPE是一种结晶度高、非极性的热塑 性树脂。原态HDPE的外表呈乳白色，在微薄截面呈一定程度的半透明状。PE具有优良的耐大多数生活和工业用化学品的特 性。某些种类的化学品会产生化学腐蚀，例如腐蚀性氧化剂（浓硝酸），芳香烃（二甲苯）和卤化烃（四氯化碳）。该聚合 物不吸湿并具有好的防水蒸汽性，可用于包装用途。HDPE具有很好的电性能，特别是绝缘介电强度高，使其很适用于电线电缆。中到高分子量等级具有极好的抗冲击性，在常温甚至在-40F低温度下均如此。 HDPE是一种结晶度高、非极性的热塑性树脂。原态HDPE的外表呈乳白色，在微薄截面呈一定程度的半透明状。PE具有优良的耐大多数生活和工业用化学品的特性。某些种类的化学品会产生化学腐蚀，例如腐蚀性氧化剂（浓硝酸），芳香烃（二甲苯）和卤化烃（四氯化碳）。该聚合物不吸湿并具有好的防水蒸汽性，可用于包装用途。HDPE具有很好的电性能，特别是绝缘介电强度高，使其很适用于电线电缆。中到高分子量等级具有极好的抗冲击性，在常温甚至在-40F低温度下均如此。各种等级HDPE的独有特性是四种基本变量的适当结合：密度、分子量、分子量分布和添加剂。不同的催化剂被用于生产定制特殊性能聚合物。这些变量相结合生产出不同用途的HDPE品级；在性能上达到最佳的平衡。高密度聚乙烯为无毒、无味、无臭的白色颗粒，熔点约为130℃，相对密度为0.941~0.960。它具有良好的耐热性和耐寒性，化学稳定性好，还具有较高的刚性和韧性，机械强度好。介电性能，耐环境应力开裂性亦较好。熔化温度220~260℃。对于分子较大的材料，建议熔化温度范围在200~250℃之间。高密度聚乙烯是种白色粉末火颗粒状产品，无毒、无味，密度在0.940～0.976 g/cm3范围内；结晶度为80％～90％，软化点为125～135℃，使用温度可达100℃；硬度、拉伸强度和蠕变性优于低密度聚乙烯；耐磨性、电绝缘性、韧性及耐寒性均较好，但与低密度绝缘性比较略差些；化学稳定性好，在室温条件下，不溶于任何有机溶剂，耐酸、碱和各种盐类的腐蚀；薄膜对水蒸气和空气的渗透性小、吸水性低；耐老化性能差，耐环境开裂性不如低密度聚乙烯，特别是热氧化作用会使其性能下降，所以，树脂需加入抗氧剂和紫外线吸收剂等来提高改善这方面的不足。高密度聚乙烯薄膜在受力情况下的热变形温度较低，这 一点应用时要注意 一、合成工艺 HDPE的生产技术有3种，即浆液聚合，气相聚合和溶液聚合。 1、浆液聚合法 淤浆法技术是将乙烯与脂肪烃溶剂混合，生产的聚合物悬浮于溶剂中，生产过程中压力、温度较低，浆液聚合是生产HDPE主要方法，浆液法工业化时间早，工艺技术成熟，使用浆液法生产技术主要有Hostalen、Phillips、Irmovene S、Equistar、Borieas、cx、Equistar 等，浆液法根据反应器形式可以分为搅拌釜式和环管反应器2种。 (1)搅拌釜式浆液聚合 搅拌釜式浆液聚合典型代表为Basell公司的Hostalen技术和三井油化公司的CX技术，Hos．talen技术采用Hoeehst公司首创的搅拌釜工 艺，使用双反应器，可以进行串联和并联使用，该工艺中，聚合反应溶剂为正已烷，催化剂为高活性z—N催化剂，乙烯和氢气混合后进入第一反应器，与催化剂混合发生聚合反应，反应器内聚合物以淤浆形式悬浮在己烷中，聚合温度约为80℃，聚合压力小于10 bar，此工艺可以生产产品密度范围为0．942～0．965 g／cm3，熔融指数范围为0．2～80，共聚单体为丙稀和丁烯一1，生产传统HDPE和双峰HDPE，高密度管材性能优异，适合制作受压管材，达到PE100+。淤浆法釜式反应器连续聚合工艺的特点是：操作压力和操作温度低；
高强高模聚乙烯醇纤维说明
兰州宏颖新材料开发公司 高强高模聚乙烯醇纤维说明 高强高模聚乙烯醇纤维简称（高强高模PV A纤维）是一种具有高抗拉强度、高杨氏模量、高耐碱性的合成纤维，该纤维是密度大、直径小，许多性能都优于其它合成纤维，同时对水泥、石膏等基材具有极强的亲和力。 一高强高模聚乙烯醇纤维的技术指标 项目指标 纤维直径(dtex) 2.0±2 （12±2μm） 抗拉强度(cn/dtex) ≧ 11 (1428MPa) 杨氏模量（cn/dtex）≧ 290 (37.9GPa) 断裂伸度（%） 6～8 密度（g/cm3） 1.3 耐热水性（o C）≧ 104 干热软化点（o C）≧ 216 二不同有机纤维的物理力学性能
三高强高模聚乙烯醇纤维应用 我们只需要在水泥、石膏等基材中均匀加入0.3%～0.5%的高强高模聚乙烯醇纤维及少量的高分子聚合物，我们就可以有效的改变水泥、石膏等基材的脆性、消除这些基材在水化过程中产生的裂纹。由于纤维的存在既消耗了能量又缓解了应力，阻止裂纹进一步发展，起到了阻断裂缝的作用，所以在水泥、石膏制品内掺入少量高强高模聚乙烯醇纤维，可以达到： 1 、提高基体的抗拉强度。 2 、阻止基体原有缺陷裂缝的扩展，并延缓新裂缝的出现，提高耐水性、抗渗性、抗冻性。 3 、提高基体的变形能力，从而改善其韧性和抗冲击能力。 四、应用领域： 1、大体积砂浆/混凝土浇筑 2、工业及民用建筑的屋顶处理，地下室防水，内外墙薄抹灰砂浆 3 、粉体建材、抗裂砂浆、保温砂浆、粉刷石膏、粉刷腻子、嵌缝腻子 4 、道路、桥梁、高速公路的路面及护栏 5 、水坝、水池、停车场、飞机跑道及停机坪等混凝土浇筑。 6 、隧道、矿井、地铁、边坡面等喷射混凝土 7、沿海滩涂、堤坝、盐碱地带、化工腐蚀场地。 8、混凝土构件、欧式构件、城市艺术雕塑、预应力砼管、板材
高密度聚乙烯HDPE塑料排水管
hdpe双壁波纹管的的施工与连接方法： 一、管材使用安装前，仔细检查在装卸运输过程中有无损伤，如发现破损裂口、变形等缺陷管材，及时剔除。 二、检查井与管道连接宜采用柔性填料密封的柔性接头，具体构造按设计要求进行。 三、开挖沟槽、做基础注意： 1、沟槽槽底宽宜按管材外径加0.6m采用。 2、沟槽开挖时做好排水措施，防止槽底受水浸泡。 3、管道基础必须采用砂砾垫层，对一般土质地基的，厚度为0.1m;对软土地基，厚度不小于0.2m，具体做法按设计要求。 4、基础夯实，表面要平整。管道基础的接口部位预留凹槽以便接口操作。凹槽长度宜为0.4-0.6m，深度宜为0.05m-0.1m，宽度宜为管材外径的1.1倍。 四、下管 槽深不大时，可由人工抬管入槽，槽深大于3m时，可用非金属绳溜管入槽。严禁用金属绳索勾住两端管口或管材自槽边翻滚入槽内。 五、接口作业 橡胶安装位置在插口第二与第三波纹之间槽内，安装密封圈的数量视设计要求而定，当采用两只密封圈时建议两密、封圈之间隔一个波纹。接口前先将承口插口内外表面清理干净，在插口套入密封圈，并在承口内工作面和橡胶圈表面涂上润滑剂(一般用肥皂水即可)，插入方向为水流方向，对准承口中心线用人力或设置木档板用橇棍将被安装的管材徐徐插入承口内直至底部。接口完成后，随即用相同土质把预留凹槽入填筑密实。承插口管安装将插口顺水流方向，承口逆水流方向，由下游向上游依次安装。管道直线敷设，相邻两节管道轴线的允许转角一般不得大于2度。为防止接口合拢时已排设的管道轴线位置移动，须采用稳管措施。可采用编织袋内灌满砂，封口后压在已排设管道的顶部，其数量视管径大小而定。管道接口后，复核管底深度和轴线，使其符合要求，如出现位移、悬浮、拔口现象，返工处理。 六、回填土时注意 1、腋角部位先用中砂、粗砂填实。 2、基础部位开始到管顶槽以上0.7m范围内，必须采用人工回填。 3、管顶0.7m以上可采用机械管道轴线两侧，同时回填，夯实。 4、槽边各部位所用回填土质，最佳压实度(%)按设计要求或按CECS122：2001技术规程要求。 一般规定管道敷设在原状土地基或经开槽后处理回填密实的土地上，车行道下管顶覆土厚度不小于700mm。 管道直线敷设，需用柔性接口折线敷设时，管道每个承接口处转角一般不得大于1.5°。 排水管道工程可同槽施工，但需符合一般排水管同槽敷设设计、施工的有关规定。 管道穿越铁路、高等级道路路堤及有障碍的构筑物时，设置钢筋混凝土、钢、铸铁等材料制作的保护套管，套管内径大于波纹管外径200mm以上，管道与套管之间的端部处的空间用添料添塞。 管道基础的埋深低于建(构)筑物基础底面时，管道不得敷设在基础面下地基扩散角受压区以内。 地下水位高于开挖沟槽槽底高程的地区，施工时采取措施，降低水位，防止沟槽失稳。 地下水位降至槽底最低点以下300mm～500mm方可进行安装。回填过程中，不得停止降低水位。
碳纤维_一种高性能的新兴工业材料
第11期(总第138期)№11(Serial№138) 福 建 轻 纺 TheLi ght&TextileIndustriesofFu jian 2000年11月 NOV.2000 碳纤维———一种高性能的新兴工业材料 朱泽贺 武立付 马玉梅 (蚌埠神风工业用布集团,安微蚌埠233010)(蚌埠第二麻纺厂,安微蚌埠) 摘要:介绍了新兴工业材料碳纤维的性能特点、应用概况、制造工艺、以及国内外发展现状。 关键词:碳纤维;前驱体;制造工艺;预氧化;碳化 中图分类号:TS102.4+3文献标识码:A文章编号:10072550X(2000)1120001204 0 前言 碳纤维是一种高科技含量的新兴工业材料,具有多种优异的性能特点:(1)低比重、高强度和高模量;(2)耐高温、耐腐蚀、耐摩擦和耐疲劳;(3)振动衰减性高、电与热传导性高、热膨胀系数低;(4) X光穿透性高,且为非磁性材料,并有着很强的电磁遮蔽性等等。尤其是碳纤维在具备很高强度的同时,还能呈现出良好的刚性;并且在高性能纤维行列中,有着最高的比强度(强度/密度)和比模量(模量/密度)。正是因为碳纤维所拥有的突出性能,使其在飞机、导弹、油田装备、纺织机械、防腐化工设备、汽车部件、精密仪器、防静电制品、建筑材料以及运动器材、娱乐用品等众多领域及产品中得到广泛应用,并且越来越受到人们的重视和青睐。即使在对材料性能要求极为苛刻的航天工业中,碳纤维也同样占有十分重要的位置。 1 碳纤维的分类及特点 碳纤维与芳纶、硼纤维、凯芙拉等同属于高性能特种材料,它是利用粘胶纤维、聚丙烯晴纤维和沥青纤维等有机纤维,在惰性气体(氮气)中经过高温状态碳化而成。碳纤维通常是以连续的长丝形态生产,这就要求上述有机纤维应先由原料制成长丝纤维,这种长丝状的纤维则称为碳纤维的前驱体。能够达到工业化生产的碳纤维,根据其不同的前驱体,可主要分为粘胶基碳纤维(Rayon CF)、聚丙烯晴基碳纤维(PANCF)和沥青基碳纤维(PitChCF)等三大类。 碳纤维的性能指标主要有强度、模量、比强度、比模量、剪切强度、抗弯强度及弯曲模量等。表1则是按主要性能特点分类的碳纤维的一些特性参数。 表1 类别强度(G pa)模量(G pa)密度(g/cm3)伸长(%)高强高模Ε4.0Ε400 1.7～2.00.5～1.1 高强中模 3.5～4.0196～314 1.7～1.8 1.5～1.9 中强高模 1.4～2.5390～500 1.6～2.00.4～0.6 中 模 1.2～3.0100～300 1.4～1.70.8～1.8 低 模0.4～1.2<100 1.4～1.6 1.5～2.5 收稿日期:2000208223 作者简介:朱泽贺,1967年生,工程师,主要从事工业用纺织材料的研究开发。