碳纤维-得到国际化应用的材料

2020-07-31 16:25:04 嘉兴恒隆复合材料有限公司 浏览次数 80

  美国国防预研局(DARPA)在2006年启动先进结构纤维项目,目的是召集全国优势科研力量,开发以碳纤维为主的下一代结构纤维。在此项目支持下,美国佐治亚理工学院的研究小组在2015年突破了原丝制备技术,使其弹性模量提升了30%,标志着美国具备了第三代碳纤维的研制能力。
 
  2014年,美国能源部(DOE)宣布为“针对非食用生物质糖类转化为丙烯腈的多步骤催化过程”、“研究和优化多通路生产生物质衍生的丙烯腈”两个项目提供1130万美元资助,以推进用农业残留物、木本生物质等可再生非食物基原料生产具有成本竞争力的可再生高性能碳纤维材料相关研究,并计划在2020年以前,将生物质可再生碳纤维的生产成本降至5美元/磅以下。
 
  2017年3月,美国能源部再次宣布提供374万美元资助由美国西部研究所(WRI)领导的“低成本碳纤维组件研发项目”,主要以煤和生物质等资源为原料,开发低成本的碳纤维定制加工部件。

      

       日本经济产业省基于国家能源和环境基本政策,提出了“节省能源技术研究开发方案”。在上述政策的支持下,日本碳纤维行业得以更加有效地集中各方资源,推动碳纤维加工定制产业共性问题的解决。

   

碳纤维定制加工

    “革新性新结构材料等技术开发”(2013—2022)是在日本“未来开拓研究计划”下实施的一个项目,以大幅实现运输工具的轻量化(汽车减重一半)为主要目标,进行必要的革新性结构材料技术和不同材料的结合技术的开发,并最终实现其实际应用。产业技术综合开发机构(NEDO)于2014年接手该研究开发项目后,制定了几个子项目,其中碳纤维研究项目“革新碳纤维基础研究开发”的总体目标是:开发新型碳纤维前体化合物;阐明碳化结构形成机理;开发并标准化碳纤维的评估方法。该项目由东京大学主导,产业技术综合研究所(NEDO)、东丽、帝人、东邦特耐克丝、三菱丽阳联合参与,已在2016年1月取得了重大进展,是日本继1959年发明“近藤方式”后,在PAN基碳纤维领域的又一重大突破。


        欧盟第七框架计划以608万欧元支持“利用具有成本效益和可调控性能的新型前驱体制备功能化碳纤维”(FIBRALSPEC)项目(2014—2017)。该项目为期4年,由希腊雅典国立技术大学主导,意大利、英国、乌克兰等多国公司联合参与,主要致力于创新和改进连续性制备聚丙烯腈基碳纤维的流程,实现连续PAN基碳纤维实验性生产。该项目已经成功完成了从可再生有机聚合物资源中生产碳纤维棒以及强化复合技术的开发应用(如超级电容器、快速应急避难所,以及纳米纤维的原型机械电动旋涂机及生产线研制等),玻璃纤维棒也得到很大的发展。

 
  越来越多的工业领域(例如汽车、风能发电、造艇业)需要轻量高性能复合材料,这对碳纤维定制加工产业来说是巨大的潜在市场。欧盟投资596.8万欧元启动CARBOPREC项目(2014—2017),其战略性目标是从广泛存在于欧洲的可再生材料中开发低成本前驱体,通过碳纳米管增强生产高性能碳纤维。

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