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碳纤维研究获重大突破：性能前所未有
2015-09-24
据美国复合材料世界网站报道佐治亚理工学院的一个研究小组开发出一种新技术，将碳纤维的强度和模量提高到一个新的里程碑。该研究小组开发出一种创新的聚丙烯腈(PAN)基碳纤维纺丝技术。PAN是制造碳纤维的有机聚合物树脂。该项目是为期四年，投入980万美元的国防高级研究计划局(DARPA)改善碳纤维材料强度项目的一部分。该研究小组宣称，其通过使用凝胶纺丝技术将PAN制成碳纤维，与传统溶液纺丝方法相比，凝胶纺丝出的碳纤维表现出前所未有的强度和模量。该研究团队用凝胶纺丝技术生产的碳纤维的拉伸强度为5.5 -5.8 GPa，拉伸模量为354-375 GPa。（译者注：目前，最广泛使用的是东丽公司的T800S碳纤维，拉伸强度为5.9GPa，拉伸模量294Gpa，2014年，日本东丽公司开发的最先进的T1100G的抗拉强度为6.6 GPa，拉伸模量为324 GPa。对比可以看出，凝胶纺丝出的碳纤维在拉伸模量上得到了大幅提升。）该材料在佐治亚理工学院专门建立的碳化生产线上生产。该生产线是为DARPA项目组建的。这是目前报道的最高的碳纤维强度和模量组合。按照理论计算，在很短的计量长度，纤维的极限抗拉强度可以达到12.1GP。目前广泛采用的PAN基碳纤维溶液纺丝技术已经经过了多年的材料和工艺优化，但对于凝胶纺丝的PAN碳纤维的材料和工艺优化却非常有限。未来，优化的材料和工艺，增强的纤维充实度，增加的溶液均匀性，将进一步加强凝胶纺丝方法制备的碳纤维的强度和模量。（来源：中塑在线）