提高聚丙烯腈基碳纤维原丝质量的研究进展

专题综述

ＣｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅＲｅｖｉｅｗ

提高聚丙烯腈基碳纤维原丝质量的研究进展

马向军，张裕卿

（天津大学化工学院，天津３０００７２）

摘要：概述了世界主要聚丙烯腈（ＰＡＮ）基碳纤维生产厂家在各自生产工艺下的碳纤维原丝或碳纤

为溶剂，采用一步法均相溶液聚合制

维的质量状况。综述了提高ＰＡＮ基碳纤维原丝质量的研究进展。重点讨论了我国以丙烯腈（ＡＮ）、丙烯酸甲酯（ＭＡ）、衣康酸（ＩＴＡ）为单体，以硫氰酸钠（ＮａＳＣＮ）原因，提出了我国现阶段碳纤维的发展方向。关键词：ＰＡＮ基碳纤维；原丝；质量；发展中图分类号：ＴＱ３４２．３

文献标识码：Ａ

）１１－００２８－０５!!!!文章编号：１００１－７０５４（２００５

得聚丙烯腈原液，经纺丝制得碳纤维原丝过程中存在的问题。指出我国原丝质量不能真正过关的根本

聚丙烯腈（ＰＡＮ）基碳纤维是２０世纪６０年代迅速发展起来的新型材料，既具有碳材料的固有本性，又具有纺织纤维的柔软可加工性，是新一代军民两用新材料。因其具有质量轻、强度高、模量高、耐高温、耐腐蚀、耐磨、耐疲劳、抗蠕变、导电、导热、热膨胀系数小等优异性能，被广泛应用于卫星、运载火箭、战术导弹、飞机、宇宙飞船等尖端领域，已成为航天航空工业中不可缺少的材料，而且广泛应用于民用领域，如体育器材、建筑材料、医疗器械、运输车辆、机械工业等。

高性能碳纤维原丝是生产高性能碳纤维的前提。我国研制碳纤维已有３０多年历史，至今未能产业化的关键因素之一就是国产碳纤维原丝的质量没有真正过关。国内学者指出聚丙烯腈原丝是制约我国碳纤维工业化生产的“瓶颈”之处，攻坚已是当务之急。这既有技术方面的原因，也有设备方面的原因，还有管理、决策等多方面的原因。

在碳纤维的研究与生产上，日本和美国一直走在世界的前列

［１，２］

。

碳纤维生产上占

日本在宇航级小丝束（ＳＴ）

绝对优势。宇航级小丝束碳纤维占其总生产能力的）碳纤维约占１／４。从小丝３／４，工业级大丝束（ＬＴ

束碳纤维来看：日本东丽（Ｔｏｒａｙ）造丝（ＭｉｔｓｕｂｉｓｈｉＲａｙｏｎＣｏ．）

和东邦（Ｔｏｈｏ）

的碳纤维生产能力占世界的首位和第二位，三菱人

占第三位；另外还有

美国的赫克塞尔（Ｈｅｘｃｅｌ），英国石油－阿莫科公司（ＢＰ－Ａｍｏｃｏ）及中国台湾省的台塑公司。