Hintergrund und Bedeutung von Forschung und Entwicklung: Die Kohlenstofffaser ist ein neuartiges hochfestes Fasermaterial mit einem Kohlenstoffgehalt von über 95%. Aufgrund ihrer hervorragenden Eigenschaften wie hohe Festigkeit, geringes Gewicht und Korrosionsbeständigkeit wird sie als "schwarzes Gold" bezeichnet und ist ein ideales Material für den Anwendungsbereich des Leichtbaus von Geräten. Die Forschung und Entwicklung von Kohlenstofffasern trägt dazu bei, die Modernisierung verwandter Industrien voranzutreiben und die Produktleistung zu verbessern.

In der Luft- und Raumfahrt kann sie zum Beispiel das Gewicht von Flugzeugen verringern und die Treibstoffeffizienz verbessern. Im Automobilbereich können Fahrzeuge leichter gemacht und der Energieverbrauch gesenkt werden, usw.

Geschichte der Forschung und Entwicklung: Die Forschung und Entwicklung von Kohlenstofffasern in China begann relativ spät und war früher von Importen abhängig, was zu einem "Engpass" führte. Im Jahr 2005 wurde die von der Guangwei-Gruppe entwickelte CCF-1-Kohlenstofffaser im Rahmen des nationalen "863-Programms" für Kohlenstofffasern zugelassen, womit China zum ersten Mal über eine eigene industrialisierte Kohlenstofffaser verfügte. Im Jahr 2011 hat Jilin

Das 5.000-Tonnen-Kohlenstofffaser-Precursor-Projekt der Chemical Fiber Group wurde abgeschlossen und in Betrieb genommen, womit ein Präzedenzfall für die groß angelegte Produktion von Kohlenstofffaser-Precursor in China geschaffen wurde. Seitdem haben die inländischen Unternehmen kontinuierlich technische Schwierigkeiten überwunden. So hat die Jilin Chemical Fiber Group sukzessive großbündelige Originalfilamente wie 25K, 35K, 48K und 50K entwickelt und damit das Produktsystem für Kohlenstofffasern verbessert. Im Jahr 2022 wird Sinopec

Die erste inländische Produktionslinie des 10.000 Tonnen schweren 48K-Großfaserprojekts von Shanghai Petrochemical wurde beschickt und in Betrieb genommen, und es wurden qualifizierte Produkte hergestellt. Die Leistung der Produkte ist vergleichbar mit der von ausländischen Produkten auf dem gleichen Niveau, und die Qualität hat das internationale Spitzenniveau erreicht.

Schlüsseltechnologie Forschung und Entwicklung 5

Technologie der Precursor-Herstellung: Die Qualität des Precursors ist einer der Schlüsselfaktoren für die Leistungsfähigkeit von Kohlenstofffasern. Die Forschung und Entwicklung muss sich mit Problemen wie instabiler Viskosität, zahlreichen Blasen und Verunreinigungen, hoher Spinnfeinheit, geringer Festigkeit und übermäßiger Unschärfe befassen, um eine hochwertige Polyacrylnitril (PAN)-Precursor zu erhalten.

Karbonisierungstechnologie: Das ursprüngliche Filament durchläuft mehrere Prozesse wie Oxidation, Niedertemperaturverkohlung und Hochtemperaturverkohlung. Unter dem Schutz von Inertgas kommt es zur thermischen Zersetzung und thermischen Polykondensation, wodurch eine ungeordnete Graphitstruktur der Kohlenstofffasern entsteht. Schließlich übersteigt der Kohlenstoffgehalt des Produkts 90%. Während dieses Prozesses sind die Steuerung des Temperaturfeldes und andere Schlüsseltechnologien von entscheidender Bedeutung.

Anwendung von Forschungs- und Entwicklungsergebnissen 1

Im Bereich der Windenergie können pultrudierte Kohlenstofffaserplatten für die Hauptträger von Windturbinenblättern verwendet werden, wodurch die Windturbinenblätter leichter und effizienter werden. Die pultrudierten Kohlenstofffaserplatten für die Hauptträger von Windturbinenblättern der Jilin Chemical Fiber Group haben einen Marktanteil von über 90% auf dem heimischen Windkraftmarkt.

Im Bereich der Sportartikel: Es kann zu Badmintonschlägern, Skiern, Eishockeyschlägern usw. verarbeitet werden. So wurden beispielsweise die von der Jilin Chemical Fiber Group hergestellten Sportartikel auf den Markt gebracht.

Im Bereich der Baumaschinen hat Zoomlion unabhängig die "Carbonfaser-Verbundwerkstoff-Hochfest-Metall-Hybridstruktur-Technologie" entwickelt. Der einheimische Kohlefaserausleger-Pumpenwagen, der diese Technologie anwendet, hat sein Debüt gegeben und erreicht eine vollständige Autonomie der Kohlefaserverbundwerkstoffe von den Rohstoffen bis zu den Herstellungsprozessen, verbessert die Betriebsfähigkeiten der Ausrüstung und reduziert die Produktionskosten.

Künftige Forschungs- und Entwicklungsrichtungen: Einerseits werden weiterhin Anstrengungen unternommen, um die Leistung von Kohlenstofffasern, wie Festigkeit und Modul, zu verbessern, um die höheren Anforderungen an Materialien in High-End-Bereichen wie der Luft- und Raumfahrt zu erfüllen. Andererseits werden Anstrengungen unternommen, um die Produktionskosten zu senken. Durch die Optimierung von Prozessen und die Verbesserung von Ausrüstungen wird die Produktionseffizienz gesteigert, der Anwendungsbereich von Kohlenstofffasern erweitert und ihre großtechnische Anwendung in mehr zivilen Bereichen gefördert.