螺旋桨碳纤维材料与工艺

螺旋桨碳纤维

螺旋桨碳纤维是当代工业临盆中一种异常紧张的资料，它强度高、分量轻、防侵蚀、耐水、运用寿命长，在各个行业都有利用。作为动力装配的螺旋桨，本来是用金属、木材、塑料等质料制作的，用碳纤维资料制作的话也有许多上风。 

碳纤维螺旋桨，刚开端只用在军事用途上，投入了年夜量的人力物力财力。跟着科技程度的进步，它的手艺逐渐成熟，制作本人民币降落，夷易近用工业也开端运用。如今它可以用在船舶、航行器以及航空船舶模子上面。以船舶为例，它靠螺旋桨将主机的马力传送到水中，再由螺旋桨两面的压力差推进船只行进，以是螺旋桨要蒙受来自各个偏向的力。对付螺旋桨，机能方面有如许的要求：比重小、耐蚀性佳、弹性康复、强度高。分量轻的螺旋桨，对晋升速率有显著的后果，还能减低油耗。船舶螺旋桨历久浸泡在水中，多半环境照样海水，这就要求有较康复的耐蚀性。弹性康复的螺旋桨，可以吸引震荡，进步运用寿命。最紧张的是强度高，能力蒙受住来自各方的力。

螺旋桨碳纤维生产工艺  

可以用来制取碳纤维的原料有许多种，按它的来源主要分为两大类，一类是人造纤维，如粘胶丝，人造棉，木质素纤维等，另一类是合成纤维，它们是从石油等自然资源中提纯出来的原料，再经过处理后纺成丝的，如腈纶纤维，沥青纤维，聚丙烯腈(PAN)纤维等。  经过多年的发展，目前只有粘胶(纤维素)基纤维、沥青纤维和聚丙烯腈(PAN)纤维三种原料制备碳纤维工艺实现了工业化。    1，粘胶(纤维素)基碳纤维  用粘胶基碳纤维增强的耐烧蚀材料，可以制造火箭、导弹和航天飞机的鼻锥及头部的大面积烧蚀屏蔽材料、固体发动机喷管等，是解决宇航和导弹技术的关键材料。粘胶基碳纤维还可做飞机刹车片、汽车刹车片、放射性同位素能源盒，也可增强树脂做耐腐蚀泵体、叶片、管道、容器、催化剂骨架材料、导电线材及面发热体、密封材料以及医用吸附材料等。  虽然它是最早用于制取碳纤维的原丝，但由于粘胶纤维的理论总碳量仅44.5%，实际制造过程热解反应中，往往会因裂解不当，生成左旋葡萄糖等裂解产物而实际碳收率仅为30% 以下。所以粘胶(纤维素)基碳纤维的制备成本比较高，目前其产量已不足世界纤维总量的1％。但它作为航空飞行器中耐烧蚀材料有其独特的优点，由于含碱金属、碱土金属离子少，飞行过程中燃烧时产生的钠光弱，雷达不易发现，所以在军事工业方面还保留少量的生产。    2，沥青基碳纤维  1965年，日本群马大学的大谷杉郎研制成功了沥青基碳纤维。从此，沥青成为生产碳纤维的新原料，是目前碳纤维领域中仅次于PAN基的第二大原料路线。大谷杉郎开始用聚氯乙稀(PVC)在惰性气体保护下加热到400℃，然后将所制PVC沥青进行熔融纺丝，之后在空气中加热到260℃进行不熔化处理，即预氧化，再经炭化等一系列后处理得到沥青基碳纤维。  目前，熔纺沥青多用煤焦油沥青、石油沥青或合成沥青。1970年，日本吴羽化学工业公司生产的通用级沥青基碳纤维上市，至今该公司仍在规模化生产。1975年，美国联合碳化物公司(Union Carbide Corporation)开始生产高性能中间相沥青基碳纤维“Thornel-P”,年产量237t。我国鞍山东亚精细化工有限公司于20世纪90年代初从美国阿石兰石油公司引进年产200t通用级沥青基碳纤维生产线，1995年

已投产，同时还引进了年产45t活性碳纤维的生产装置。 

3，聚丙烯腈（PAN）基碳纤维 

PAN基碳纤维的炭化收率比粘胶纤维高，可达45％以上，而且因为生产流程，溶剂回收，三废处理等方面都比粘胶纤维简单，成本低，原料来源丰富，加上聚丙烯腈基碳纤维的力学性能，尤其是抗拉强度，抗拉模量等为三种碳纤维之首。所以是目前应用领域最广，产量也最大的一种碳纤维。PAN基碳纤维生产的流程图如图1所示。