25.原创 沥青基碳纤维性能与生产工艺基本原理
原创 | 沥青基碳纤维性能与生产工艺基本原理
很高兴有这样一个平台与大家进行交流，我今天介绍一些有关沥青碳纤维的知识，供大家参考和交流。
提到沥青碳纤维，大家会想到什么呢？我想可能会有这样一些关键词：便宜！性能差！难！
我的回答是：这些都对但又不完全完全正确！
一般来说，通用级沥青碳纤维比较便宜，但高性能沥青碳纤维却很贵！通用级沥青碳纤维的性能较低，但高性能沥青碳纤维具有超高的模量。当然，制备两类沥青碳纤维的难度都很高。
今天我想谈两个方面，一是沥青碳纤维的制备，另一个是沥青碳纤维的应用。
沥青碳纤维与PAN碳纤维有很多共同之处，这方面我就不多说了，前面几位老师已经讲得非常好了。这里，我就谈谈沥青碳纤维与PAN碳纤维不同之处。
先说说沥青碳纤维的制备吧，要制备沥青碳纤维首先得要有沥青吧，问题就出来了，你一定会问用什么沥青？什么样的沥青适合制备碳纤维呢？
这个问题就是沥青碳纤维的第一个难点，其实我也很难准确的告诉你能制备沥青碳纤维的沥青是什么样的！为什么呢？这是因为沥青是一种以稠环芳烃为主混合物，有一些组分是不溶的，所以很难准确地测出它的分子量、分子量分布，更难准确地表征其分子结构，这一点就与PAN不同了。
那么怎么办呢？我们得想一些选择沥青的标准吧！
通常，能制备碳纤维的沥青要满足以下几个要求：1、合适的黏度，在纺丝条件下黏度一般在10pa.s以下，并且比较稳定，随温度的波动不能有太大的变化；2、能够拉丝；3、灰分、杂质含量低；4、适当的氧化活性。在这几个条件中，前3个条件主要影响纺丝过程，决定了沥青是不是能制备出纤维，第4个条件对后处理过程有很大影响。
了解了对沥青的基本要求后，下一步我们就可以着手制备沥青了，第二个问题出现了，用什么原料制备沥青呢？
通常用3类原料，煤系、石油系和纯化合物系。前两个原料通常是煤化工、石油化工的副产物，如：煤焦油、石油渣油等，纯化合物主要是萘和甲基萘。
好了，原料有了，下一步就是制备方法了。沥青的制备的方法也与原料有关，不是所有原料都可以用一种方法的，以煤系和石油系为原料，通常采用热缩聚的方法，有时也会结合溶剂萃取工艺，有时也有采会用加氢工艺。而以萘和甲基萘为原料主要采用催化法。
下面给大家看看制备沥青的几个工艺流程图：
这是热缩聚工艺制备中间相沥青的工艺。
这是溶剂分离结合热处理的工艺。
上图是加氢处理工艺。
下面就简单介绍一些催化法。
催化法也有几种不同路线，催化剂主要有两类，一个是ALCl3体系，另一个是HF/BF3体系，这是日本持田勳教授在上世纪80年代开发的一种工艺。目前国内两种工艺在使用。前一种催化剂的优点是，简单，腐蚀性小，缺点是难以从沥青中完全除
掉。后一种催化剂的优点是催化效率高，产品性能好，催化剂易除去，缺点是催化剂腐蚀性太强，毒性大！很难处理！
上图是催化法的工艺路线之一。
好了，沥青的制备就介绍到这里了。
上面谈了一下制备沥青的一些方法，通过上述方法可以制备出两种类型的沥青：各向同性沥青和各向异性沥青（也叫中间相沥青），由于沥青分子是以稠环芳烃结构为主，分子是呈片状结构，当片状结构尺寸足够大时，就会产生片层的堆积，形成液晶结构，这时就出现光学各向异性的特征，也就是形成了中间相。相反，如果沥青分子的尺寸不够大，或者有较多的支链或烷基结构时，就不能形成液晶，表现为光学各向同性的特征，形成的是各向同性沥青。下面给大家看看中间相沥青的结构模型，大家就会更清楚了。
上图形象的给出了中间相片层堆积的状态。
下面再给大家看一个图，这是我在实验室自己照的，这个图显示了中间相沥青的形成过程。
解释一下这个图，第一个照片是刚刚出现中间相小球，红色和黄色两点是中间相小球，其他部分是各向同性沥青（被称为母液），第二个图是长大了的中间相小球，随着反应时间的进行，母液中的各向同性沥青分子不断转化为中间相小球，中间相小球直接不断碰撞合并为大球，中间相小球就这样不断长大；第三个图是中间相小球长大到一定程度后，发生解体，形成整体中间相。
中间相沥青和各向同性沥青的结构不同，制备的碳纤维的性能也有很大差别，中间相沥青可制备出高性能沥青碳纤维，各向同性沥青只能制备出通用级沥青碳纤维。
有了沥青之后，就可以开始下一步了--纺丝。这是把沥青变成沥青纤维的过程，原理很简单，大家都吃过拔丝苹果、拔丝红薯吧，知道这个丝是怎么拔出来的吗？关键是熬糖，把白糖或冰糖放在锅里小火熬化，等火候合适的时候把苹果或红薯放进去，翻一下就可以出锅了，这时的糖就可以拔出丝了。沥青纺丝的原理也是一样的，首先要把沥青熔化，当沥青的黏度合适的时候就可拔丝了，也就可以纺丝了。
与PAN不同沥青的纺丝采用熔融纺丝工艺，原理图如下：
这个图是我很多年前画的。
纺丝的关键控制因素是纺丝温度、压力和收丝速度，温度可以通过沥青的流变特性曲线确定，选择黏度较低而变化不大的温度区间（我们通常称之为可纺温间）。纺丝压力和收丝速度对纤维的直径和纺丝的连续性有影响，可根据具体情况进行调节。
纺丝的另外一个重要因素是喷丝孔的结构，这是各个厂家的技术秘密。
这个图给出了不同喷丝板结构对碳纤维结构的影响，后面的两个电镜照片是我们实验室制备的。
通过纺丝得到了沥青纤维，沥青纤维的强度极低，记得我第一次在实验室看沥青纺丝时候，纺丝的老师示意我不要说话，当时不明白是什么意思，后来知道了，他是怕我说话时把沥青纤维吹断。可见沥青纤维是多么脆弱。可见，要把强度这么低的沥青纤维转变成高性能碳纤维是多么不容易呀！这就是制备沥青碳纤维的另一个难点所在！
下一步就是沥青纤维的氧化、碳化和石墨化过程，这个过程与PAN碳纤维基本一致，只是氧化过程的反应会简单一些：氧化过程通过控制升温速度，最终温度，恒温时间，张力等几个因素来优化工艺条件。氧化过程的反应机理大致如下：
这是我们自己推导的反应模型。
接着就是碳化、石墨化过程，这与PAN碳纤维基本相似，这里就不多讲了。
下面我介绍一下沥青碳纤维的应用。沥青碳纤维分为两类，一个是通用级碳纤维，一个是高性能碳纤维，两类碳纤维的性能不同应用领域也不同。
先介绍一下通用级沥青碳纤维，一般情况下，通用级沥青碳纤维的强度都小于1GPa，模量30~50GPa，生产厂家有：日本的吴羽化学、大阪瓦斯、日本石墨和中国的鞍山塞诺达等，产品形式为碳纤维毡（包括硬毡和软毡两类）、短切碳纤维和碳纤维粉等，应用领域包括高温炉的保温材料，高温密封材料，橡胶塑料的填料等；通过活化处理制成活性碳纤维可以由于水处理、空气净化等领域。通用级沥青碳纤维通常不做成连续长丝，生产的难点相对低一些。
高性能沥青碳纤维是由中间相沥青制备的，通常要制备成连续长丝，因而难点极高。目前有美国的cytec公司、日本的三菱和日本石墨等几家公司能够生产高性能沥青碳纤维（中间相沥青碳纤维）。也只有这三家公司能生产中间相沥青碳纤维。我国也建成了一条中试生产线，目前正处在试生产阶段。
下面介绍一下中间相沥青碳纤维的基本性能吧。
美国Cytec公司生产Thornel系列中间相沥青基碳纤维产品，其中最著名的是ThornelK1100为高导热型碳纤维，其主要性能为：拉伸强度3100MPa、拉伸模量965GPa、密度2.20g/cm3，导热系数为900-1000W/mK。这个数据是几年前从Cytec公司网站上查到的，大约在两年前，Cytec公司从网站上删除了有关K1100的数据。
日本三菱化学公司产品商标为DIALEAD，生产2K、10K、12K系列连续长丝产品和短切纤维产品，2K产品中的牌号K113D2U的纤维的主要性能为：拉伸强度3700MPa、拉伸模量935GPa、断裂伸长为0.4%、密度2.2g/cm3、导热系数为800W/MK、纤维直径为11um。
日本石墨纤维公司产品包括Granoc YSH-A系列高模、高压缩强度碳纤维，纤维直为7μ，Granoc CN系列高模产品，直径为10μ，Granoc XN系列低模高应变碳纤维，直径为10μ， Granoc YS-A系列超高模沥青基碳纤维等，此外还生产Granoc短切纤维、 Granoc 预浸料和 Granoc 碳布包括供航天工业使用的超轻超薄碳布等。其中，YS-95A的主要性能为：拉伸强度3530MPa、拉伸模量900GPa、断裂伸长为0.3%、密度2.19g/cm3，导热系数为600W/mK，产品的规格有1.5K、3K、6K等。
中间相沥青碳纤维的应用与其性能有密切关系。下面介绍一下中间相沥青碳纤维的两个主要应用领域。
在工业上的应用：利用了中间相沥青碳纤维的以下几个特点：1、轻质高刚度（light weight and high stiffness）；2、低变形（low deflection）；3、低震动（low vibration）；3、热稳定（零热膨胀系数）（thermal stability，Zero CET）。具体应用有：大尺寸罗拉、机械臂、驱动轴、建筑工程、钓鱼竿、自行车等。
在卫星上的应用：利用了中间相沥青碳纤维的以下几个特点：1、轻质高刚度
（thermal stability，（light weight and high stiffness）2、热稳定（零热膨胀系数）
Zero CET）；3、高热导率（high thermal conductivity）。应用的方面有，天线/反射器、太阳能电池阵列、光学仪器底座（optical bench）、热管理材料等。
中间相沥青碳纤维还有一个非常重要应用领域，不适合在这里讲，就不介绍了。
概括一下，中间相沥青碳纤维的应用包括以下几个方面：可用于各种航天器，如固体火箭发动机壳体；航天飞机主结构件如方向舵、机翼前缘、副翼和襟翼、卫星天线外板、天线反射器、天线塔、圆锥形支撑管、太阳能电池帆板等制件；哈博太空望
远镜增益天线的波导管支架等等。
今天就介绍这么多，谢谢大家！
年产1000吨沥青基碳纤维项目
年产1000吨沥青基碳纤维项目 （一）项目名称 1000吨/年沥青基碳纤维项目 （二）项目拟建地点 该项目将选址在达州市天然气能源化工产业区，规划面积30km2，中有火峰山、大尖子山作天然屏障，处于城市下风、州河下游，具备建设天然气能源化工和精细化工项目的优势条件。产业区属浅丘地貌，地势开阔平坦，发展空间充足。地表植被好，周围无污染源，不属于国家“双控区”。流经产业区西部的州河，最大径流量11800m3/s，最枯径流量为77.9m3/s，多年平均流量167m3/s。上游有江口电站、罗江口电站，下游有金盘子电站，取水河段处于金盘子电站水库回水区内，对水位产生一定程度的雍高，即便是枯水季节也完全可以满足产业区生产用水。 （三）项目建设内容与规模 新建年产1000吨/年沥青基碳纤维项目 （四）项目建设年限 0.5年 二、项目建设的必要性和条件 （一）项目建设的必要性分析。2009年国内碳纤维生产能力为2317-2417吨/年，其中PAN基和沥青基分别为1917吨/年和400-500吨/年。2009年我国碳纤维的消费量达9000吨，随着碳纤维的应用领域的不断拓展，许多用途还有待开发，如碳纤维在工程修补增强方面、汽车刹车片、汽车和其他机械零部件的应用以及电子设备套壳、集装箱、医疗器械、深海勘探和新能源的开发等方面都将是我国碳纤维未来的潜在消费市场，预计到2015年，我国碳纤维市场需求可达到2万吨左右，2020年可达到4万吨以上。 （二）项目建设的条件分析。达州地处川渝鄂陕结合部，位于
中国中西部四大名城—成都、重庆、西安、武汉交汇辐射的中心地带，是四川东部的交通枢纽和秦巴地区物资集散中心。襄渝铁路、达成铁路、达万铁路在此交汇，国道318线、210线、达渝高速纵贯全境，达陕高速公路、达州至万州的高速公路正在建设；河市机场已通航深圳、广州、北京；渠江水运直通长江。达州集水、陆、空于一体的立体交通格局成为四川通江达海的东通道和交通枢纽。目前，产业区首期开发10平方公里有基础设施、公用工程项目16个，总投资22亿元。产业区环形公路加快推进，全长25公里的金龙大道南延线、快速通道、七河路、Ⅰ号南北干道“两纵两横”主干道已建成15公里，并接入了高速公路网，产业区整体骨架基本形成；已建成3座输变电站，供电、供水、供气、消防、污水处理等公用工程即将竣工；普光气田至产业区的输气管线铺设完毕。一期10万吨工业供水厂和2万吨工业污水处理厂已经建成；产业区特勤消防站建成使用；铁路专用线即将开工建设，工业垃圾填埋场正在加快前期工作。 （三）项目建设的资源条件评价。达州拥有丰富的天然气，远景储量3.8万亿立方米，探明储量7000亿立方米，还探明可开发利用矿产28种，其中煤炭7.3亿吨、石灰石5亿吨、岩盐1100亿吨。在产业区已有6个天然气能源化工项目开工建设，还有2个化工项目正在作前期工作，可就近提供甲醇、甲醛、二甲醚、液氨、尿素、三聚氰氨、双甘膦、乙烯、丙烯、聚乙烯、聚丙烯、固体二氧化碳、硫酸、磷酸、磷铵、氟化氢等产品。 三、产品方案及生产规模 根据目前市场情况及规模经济性，产品规模确定为1000吨/年沥青基碳纤维，并配套原丝装置。 四、技术方案和工程方案 （一）技术方案 推荐引进国外技术生产高性能碳纤维，可以引进日本Mitsubishi Chem（三菱化学）、Kureha（吴羽）、Donac与美国Amoco公司的技术，在国外技术不可得情况下，建议采用新疆创越投资有限公司和
碳纤维布基本知识
碳纤维布基本知识 用途： 碳纤维布与结构胶配套使用成为碳纤维复合材料，适用于混凝土结构、木质结构的加固，可有效提高构件的承载力、抗震性能和耐久性。是处理下列工程问题的优秀备选方案： 1、建筑物使用荷载增加； 2、工程使用功能改变； 3、材料老化； 4、混凝土强度等级低于设计值； 5、结构裂缝处理； 6、恶劣环境服役构件修缮、防护。 其他用途：人造卫星、飞机、火箭、体育用品、工业产品等众多领域。 特点： 1、碳纤维抗拉强度高，高于普通钢10-15倍； 2、耐酸碱，抗腐蚀，适宜在恶劣环境中服役；与结构胶配合使用，能阻止有害介质浸渗，对内部结构起保护作用；
3、比重是钢材的23%，基本不增加构件自重，不改变构件截面尺寸； 4、可弯曲缠绕成型，对各类曲面、异型构件加固优势更为显著； 5、可任意剪裁，易粘贴，施工质量易于保证。不需大型施工机具，可搭接粘结任意延长，无明火作业，施工工期短。
碳纤维布使用说明 碳纤维布均与配套结构胶配合使用,形成高性能复合材料。碳纤维加固工艺流程：
构件表面处理→粘贴面修补找平(若平整，此步骤可省去)→涂底胶→卸荷(根据实际情况和设计要求，此步骤有时省去)→配置面胶和裁剪碳纤维布→粘贴碳纤维布→固化→检验→维护 1.构件表面处理 2.粘贴面修补找平(若平整，此步骤可省去) 3.配置底胶 4.卸荷(根据实际情况和设计要求，此步骤有时省去) 5.配置面胶和裁剪碳纤维布 6.粘贴碳纤维布 7.固化 8.检验 9.维护 碳纤维发展简史 1860年，斯旺制作碳丝灯泡 1878年，斯旺以棉纱试制碳丝
1879年，爱迪生以油烟与焦油、棉纱和竹丝试制碳丝（持续照明45小时）1882年，碳丝电灯实用化1911年，钨丝电灯实用化 1950年，美国Ｗright--Patterson空军基地开始研制黏胶基碳纤维 1959年，美国ＵＣＣ公司生产低模量黏胶基碳纤维“Ｔhornel—25”，日本大阪工业试验所的进藤昭男发明了ＰＡＮ基碳纤维 1962年，日本碳公司开始生产低模量ＰＡＮ基碳纤维（０.５吨/月） 1963年，英国皇家航空研究所（ＲＡＥ）的瓦特和约翰逊成功地打通了制造高性能ＰＡＮ基碳纤维（在热处理时施加张力）的技术途径 1964年，英国Courtaulds,Morganite和Roii--Roys公司利用ＲＡＥ技术生产ＰＡＮ基碳纤维 1965年，日本群马大学的大谷杉郎发明了沥青基碳纤维美国ＵＣＣ公司开始生产高模量黏胶基碳纤维（石墨化过程中牵伸） 1970年，日本吴羽化学公司生产沥青基碳纤维（１０吨/月），日本东丽公司与美国ＵＣＣ进行技术合作 1971年，日本东丽公司工业规模生产PAN基碳纤维（1吨/月），碳纤维的牌号为T300，石墨纤维为M40 1972年，美国Hercules公司开始生产PAN基碳纤维日本用碳纤维制造钓竿，美国用碳纤维制造高尔夫球棒
碳纤维发射筒的成型方法与制作流程
本技术公开了一种碳纤维发射筒的成型方法，该成型方法包括如下步骤：1)缠绕准备：将前法兰和后法兰分别安装在芯模上；2)缠绕：采用浸过树脂胶液的连续纤维对芯模进行缠绕，形成发射筒的筒体；3)第一次固化：对筒体进行第一次固化处理；4)接口补强缠绕：在筒体上预埋金属接口，并对金属接口外层进行补强缠绕；5)第二次固化：对步骤4)处理后的筒体进行第二次固化处理；6)防热喷涂：脱模后对筒体两端的法兰安装面进行机加，再与前法兰和后法兰进行紧固，最后采用防热涂料喷涂于筒体的内表面，形成防热涂层。本技术的方法采用钩挂缠绕和开口补强方式相结合，提高发射筒的强度，提高导弹发射质量稳定性。 权利要求书 1.一种碳纤维发射筒的成型方法，其特征在于：包括如下步骤： 1)缠绕准备：将前法兰(1.1)和后法兰(1.2)分别安装在芯模(2)上，调整芯模(2)使得前法兰(1.1)和后法兰(1.2)夹紧，所述芯模(2)的两端设置有环向布置的销钉(2.1)； 2)缠绕：采用浸过树脂胶液的连续纤维对芯模(2)进行缠绕，形成发射筒(1)的筒体(1.3)； 3)第一次固化：对步骤2)缠绕形成的筒体(1.3)进行第一次固化处理； 4)接口补强缠绕：在筒体(1.3)上预埋金属接口(1.4)，并对金属接口(1.4)外层进行补强缠绕； 5)第二次固化：对步骤4)处理后的筒体(1.3)进行第二次固化处理； 6)防热喷涂：脱模后对筒体(1.3)两端的法兰安装面进行机加，再与前法兰(1.1)和后法兰(1.2)进行紧固，最后采用防热涂料喷涂于筒体(1.3)的内表面，形成防热涂层。 2.根据权利要求1所述的碳纤维发射筒的成型方法，其特征在于：所述步骤2)中，缠绕前先在芯模(2)外表面涂覆脱模剂，再铺设一层无碱玻璃纤维表面毡。 3.根据权利要求1所述的碳纤维发射筒的成型方法，其特征在于：所述步骤2)中，连续纤维依次按照0°、45°、-45°、90°、0°、45°、-45°、90°、0°、45°、-45°、90°、0°、45°、-45°、90°方向铺层，缠绕形成16个铺层。 4.根据权利要求3所述的碳纤维发射筒的成型方法，其特征在于：所述步骤2)中，连续纤维按照0°方向铺层时，从位于前法兰(1.1)一端的销钉(2.1)缠绕后绕过位于后法兰(1.2)一端的销钉(2.1)，此时缠绕机按照预设的角度再次旋转15°，芯模(2)相对绕丝嘴周向旋转15°，再通过下一销钉间距进行缠绕，继续往复直至0°铺层铺满整个芯模(2)，通过两端的销钉(2.1)绕行实现钩挂并转向连续缠绕。 5.根据权利要求1所述的碳纤维发射筒的成型方法，其特征在于：所述步骤2)中，在连续纤维缠绕完倒数第二层铺层后，再缠绕一层导电布。 6.根据权利要求1所述的碳纤维发射筒的成型方法，其特征在于：所述步骤2)中，树脂胶液按照质量份数计由如下原料组成：55～60份E-51环氧树脂、45～50份乙二醇二缩水甘油醚、45～50份改性芳香胺、1～3份DMP-30。
改性乳化沥青生产工艺
改性乳化沥青生产工艺 1乳化沥青的改性 以各种胶乳为改性剂生产改性乳化沥青的工艺最主要的是胶乳的选择和胶乳的加入方式。把胶乳掺入乳化沥青中的方法有多种: a) 在胶体磨前加人，即把胶乳加入到皂液中。可以加入皂液配制罐中，也可以加入到皂液配制罐出口管道中。如果加入到皂液配制罐出口管道中，应考虑胶乳与皂液按比例计量问题以及胶乳与皂液混合是否均匀的问题。为了使胶乳与皂液混合均匀，需要增加静态混合器。 b) 胶乳直接送入胶体磨，在皂液、沥青乳化的同时，混和分散均匀。这种情况下，胶体磨的入口是三个，三种原料同时按比例进入。 c) 胶乳在胶体磨后加，即在胶体磨出口处加入。这种情况下，必须有混合分散设备，使乳胶与乳化沥青混合分散均匀。混合分散设备可以是胶体磨、乳化机、静态混合器等。 d) 在乳化沥青成品中掺入，再经乳化机混合分散。 e) 在拌制乳化沥青混合料时掺入，例如在稀浆封层机中掺入，与集料、乳化沥青、水及添加剂等同时拌制成改性乳化沥青稀浆混合料，对路面进行稀浆封层。胶乳属于热力学不稳定体系，易因各种原因引起破乳。破乳后的胶乳脱水凝结，结成胶团，极易堵塞乳化机、泵、管道、阀门。所以使用胶乳
应特别注意，通过胶乳的各种设备以及管道、阀等必须在使用后立即清洗干净，以免问题发生。选择胶乳除应考虑品种、性能、价格等外，还应考虑其微粒离子电荷的电性。这一点对于改性乳化沥青特别重要。胶乳微粒离子电荷应和沥青乳化剂分子所带电荷相一致或相匹配。如:同是阳离子;同是阴离子;可与阳离子或阴离子相匹配的非离子。如果胶乳微粒离子电荷和沥青乳化剂分子所带电荷不相一致或不匹配，则会消耗掉一部分乳化剂，严重时则会引起破乳，造成损失，达不到改性的目的。从理论上讲阳离子乳化剂可以和阴离子乳化剂复配。实际上这种复配是有很严格的条件的，不是随意就能复配的，所以选择胶乳时应特别重视这一间题，与沥青乳化剂分子所带电荷相反的胶乳是不能使用的。 2. 乳化沥青的复合改性 由于一种胶乳改性乳化沥青往往不能达到理想的改性效果，采用两种胶乳复合改性乳化沥青就可以达到同时从两方面改性的目的。胶乳的加入方式应采取一种在胶体磨前加入，另一种在胶体磨后后加人。一般不采取两种胶乳混合在一起然后加入的方式。因为两种胶乳混合后的稳定性往往不好，甚至引起破乳。如果先把一种加入皂液中，则由于皂液中沥青乳化剂会与胶乳中的乳化剂重新分布达到新的平衡，稳定性要好得多。从工艺上讲，复合改性乳化沥青的生产技术要复杂得多，因为除了要考虑一种胶乳与沥青乳化剂微粒离子电荷相一致和相匹配外，还要考虑另一种胶乳与沥青乳化剂微粒离子电荷相一
沥青碳纤维情况介绍
沥青基碳纤维 1 定义 沥青基碳纤维是指以沥青等富含稠环芳烃的物质为原料，通过聚合、纺丝、不熔化、碳化处理制备的一类碳纤维，按其性能的差异又分为通用级沥青碳纤维和高性能沥青碳纤维，前者由各向同性沥青制备，又称各向同性沥青级碳纤维，后者由中间相沥青出发制备，故又称为中间相沥青级碳纤维。 2 可纺沥青的调制 2.1 沥青原料的前处理 沥青是有机化合物经热处理形成的一种由不同分子量和烷基侧链构成的稠环芳烃混合物，主要由C、H元素组成，还含有少量O、N、S及一定灰份杂质，通常沥青含碳量在91%～95%，平均相对分子质量在400以上，具可塑性。按其来源不同可分为煤焦油沥青、石油沥青和人工合成沥青（如PVC沥青，萘沥青等），前者是炼焦副产物煤焦油经热处理或蒸馏得到的重质馏分，主要含有稠环芳烃和杂环芳烃；石油沥青是由石油组分经热处理或蒸馏获得的残渣，主要含有芳烃和烷基取代芳烃化合物。 一种沥青是否适于制备碳纤维，取决于它的可纺性及转变为不熔化状态的能力，这在很大程度上依赖于沥青的化学组分及分子量分布。适于作为碳纤维原料的沥青要求是：杂原子和灰分杂质含量低，碳含量高，具有一定的流变性能以满足纺丝的需求，具有较高的化学反应性以满足不熔化处理的需要。然而，我们通常所用的沥青原料却难以满足以上要求，需在充分了解各种原料沥青分子化学结构和物理性能之间相互关系的基础上对不适合的沥青组份或分子
群进行裁减或改性修饰，使之符合作为制备沥青基碳纤维原料的基本要求。 沥青中，特别是煤焦油沥青中常含有游离炭和固体杂质等一次QI，它们在纺丝过程中可能堵塞纺丝孔，细小颗粒残留在纤维中则是碳纤维的断裂源。含一次QI的沥青也不易转化为流变性能好、各向异性发达的中间相沥青。因此，无论是通用级沥青碳纤维还是中间相沥青碳纤维，原料沥青都必须精制以脱除其中的一次QI。方法主要采用物理手段，如热溶过滤，离心分离，静置沉降分离，减压蒸馏，溶剂抽提等。用苯或甲苯等溶剂抽提除去轻组份，改变原料的分子量分布，密集生成中间相的组份，利于中间相的转化；超临界抽提和旋转刮膜蒸发法是最近发展起来的两种新的沥青处理方法，具有高效、快速、使馏份分子量分布狭窄等特点。也有采用高温热处理使沥青中劣质活性组份优先形成中间相小球并吸附沥青熔融相中的游离炭等固体杂质，然后采用热过滤或沉降等方法将其剔除，得到分子量分布较为均匀的原料沥青的化学处理方法。 2.2 通用级沥青碳纤维的调制 通常沥青只要具有一定的可纺性就能形成纤维形状，但是沥青纤维还必须进行不熔化和碳化处理才能转化为碳纤维，不熔化过程中的氧化反应在高温下进行的更快，因此在提高生产率的同时还必须使处理过程中单丝间不能熔并，保持纤维的形状，在改善沥青可纺性的同时还必须提高其软化点。一般来讲，软化点应在180℃左右，最好在250～300 ℃之间。为提高沥青的软化点及可纺性，须对原料沥青进行热处理，常用的方法包括直接热缩聚法、氧化热缩聚法与高聚物共聚合方法等。原料沥青经芳烃溶剂分离除去溶剂不溶物及其中的热反应组分后，再在减压通入氮气进行热处理，便可得到适合纺丝的原料；大阪煤气公司开发了空气吹扫氧化热缩聚法，即用空气或含低浓度氧的气体在100～400 ℃进行热处理，由于氧分
碳纤维布施工工艺方法和要求
碳纤维布施工工艺方法和要求 一、应根据施工现场和被加固构件混凝土实际状况，拟定施工方案和施工计划。对所使用的碳纤维片材、配套树脂、机具等做好施工前准备工作。 （一）表面处理： 1、应清除被加固构件表面的剥落、疏松、蜂窝、腐蚀等劣化混凝 土，露出混凝土结构层，并用修复材料将表面修复平整。 2、应按设计要求对裂缝进行灌缝或封闭处理。 3、被粘贴混凝土表面应打磨平整，除去表层浮浆、油污等杂质， 直至完全露出混凝土结构新面。转角粘贴处要进行导角处理并 打磨成圆弧状，圆弧半径不应小于20㎜。 4、混凝土表面应清理干净并保持干燥。 （二）涂刷底层树脂： 1、按产品供应商提供的材料配比进行配制；甲、乙两组胶按配比 装入容器桶内，采用电锤及扩大头钻头，转速在600转/分，搅 拌时间约8分钟；使胶无色差。搅拌均匀后方可使用。 2、应用滚筒刷将底层树脂均匀涂抹于混凝土表面。应在树脂表面 指触干燥后立即进行下一步工序施工。 （三）找平处理： 1、应按产品供应商提供的工艺规定配制找平材料。 2、应对混凝土表面凹陷部位用找平材料填补平整，且不应有楞角。 3、转角处应用找平材料修复为光滑的圆弧，半径应不小于20㎜。
4、应在找平材料表面指触干燥后立即进行下一步工序施工。（四）粘贴碳纤维片材： 1、粘贴碳纤维布应符合下列要求： （1）按设计要求的尺寸裁剪碳纤维布； （2）应按产品供应商提供的工艺规定配制浸渍树脂并均匀涂抹于所要粘贴的部位； （3）用专用的滚筒顺纤维方向多次滚压，挤除气泡，使浸渍树脂充分浸透碳纤维布。滚压时不得操作碳纤维布； （4）多层粘贴重复上述步骤，应在纤维表面浸渍树脂指触干燥后立即进行下一层的粘贴； （5）在最后一层碳纤维布的表面均匀涂抹浸渍树脂。 2、应按下列步骤粘贴碳纤维板： （1）应按设计要求的尺寸裁剪碳纤维板，按产品供应商提供的工艺规定配制粘结树脂； （2）将碳纤维板表面擦拭干净至无粉尘。如需粘贴两层时，对底层碳纤维板两面均应擦拭干净； （3）擦拭干净的碳纤维板应立即涂刷粘结树脂，胶层应呈突起状，平均厚度不小于2㎜； （4）将涂有粘结树脂的碳纤维板用手轻压贴于需粘贴的位置。用橡皮滚筒顺纤维方向均匀平稳压实，使树脂从两边溢出，保证密实无空洞。当平行粘贴多条碳纤维板时，两板之间空隙应不小于5㎜；
SCOTT碳纤维车架制作详细流程(图文)
SCOTT碳纤维车架制作详细流程(图文) 2013-04-01 18:36:31 出处：SCOTT 作者：https://www.360docs.net/doc/9a13088400.html,|自行车网 点击：12329 次 SCOTT是最早开始使用碳纤维作为车架材料的几个自行车品牌之一。从开始致力于研发碳纤维技术起，SCOTT便坚持创造更轻更坚固更耐用的产品。因为有这样的理念，SCOTT 在碳纤维技术发展中一直处于领导地位，不断追寻着高超的制造工艺，尽可能重复利用原料，并减少浪费。SCOTT的工程师一直都与独立的测试实验室及工程大学合作，不止为了保持SCOTT在碳纤维制品上坚如磐石的品质，更是为了培养我们在碳纤维领域的技术优势和专业素养。 SCOTT在车架上主要使用HMF和HMF两种碳纤维。 HMX HMF碳纤维 HMF是一种用来最大化强度并尽可能降低重量的碳纤，其抗拉弹性模量为125Gpa，抗拉强度为2450Mpa。这种材料混合了最佳的刚性与强度特性，提供了极佳的骑乘体验。SCOTT工程师创造出这种碳纤的诀窍就是他们对于碳纤层叠方向和大小的精确控制。与现今的产业标准相较，HMF碳纤提供了更为卓越的强度。 HMX是一种被SCOTT使用的混合碳纤材料，抗拉弹性模量为154Gpa，抗拉强度为2950Mpa。相比HMF，HMX在同样重量下有着20%的刚性提升。这种特别的材料使得SCOTT 的工程师得以创造出轻到难以置信却仍然拥有上佳骑乘品质的自行车。然而，HMX的制造成本是HMF的三倍，因此SCOTT只有在高端的Premium，Team Issue和RC版本的战车上才会使用。 HMX的碳纤原丝相比HMF更细并且更为坚硬，因此HMX碳纤制成的车架可以以更薄的管壁，达到与HMF碳纤所制车架相同的刚性。HMF碳纤车架和HMX碳纤车架最终的区别主要在重量。一个HMF车架的相比其对应的HMX车架会重15%左右。 SCOTT车架制造流程主要分为以下12个部分： （详细参考：https://www.360docs.net/doc/9a13088400.html,/cn/index.html#resultsTab3）
沥青产品生产工艺流程培训
沥青产品生产工艺流程培训 一、原材料介绍 1、基质沥青：用于生产改性沥青，掺加改性剂进行改性的基础 沥青 2、SBS: 沥青改性剂，可提咼沥青的路用性能 3、橡胶粉: : 沥青改性剂，可提咼沥青的路用性能 4、硫磺：沥青稳疋剂，起稳疋作用，使改性剂不产生沉淀。 5、抽出油:石油馏分溶剂精制的抽出液经脱除溶剂后的油， 做道路沥青的调合组分。 二、生产流程 1、改性沥青生产流程 基质沥青通过卸油槽进入基质沥青罐，再通过基沥沥青泵进入高温罐升温至160-170 C通过快速升温罐升至180-195 C,通过阀门控制进入溶胀罐，投料并保持搅拌，溶胀30分钟后通过高速剪切机（或胶体磨）剪切到反应罐，加入硫磺搅拌30分钟通过成品泵打进成品罐，装车。 2、橡胶沥青生产流程 基质沥青通过卸油槽进入基质沥青罐，再通过基沥沥青泵进入高温罐升温至160-170 C通过快速升温罐升至180-195 C,通过阀门控制进入溶胀罐，投入橡胶粉并保持搅拌，溶胀30分钟后通过高速剪切机（或胶体磨）剪切到反应罐，通过成品泵打进成品罐，装车。 3、乳化沥青生产流程
乳化沥青主要由以下五种主要的材料组成：沥青、水、乳化剂、 酸和改性剂，为了储存稳定或者是为了满足其他的特殊用途，还会惨加少量的添加剂。 乳化沥青的生产流程可以分为以下四个过程：沥青准备，皂液准备，沥青乳化，乳液储存。 (1 )、沥青的准备 沥青是乳化沥青中的最主要组成部分，一般占到乳化沥青总质量的50%-65% 。 (2 )、皂液的准备 皂液由水、酸、乳化剂等材料组成在进入乳化设备前的温度一般控制在55-75 C之间。 (3 )、沥青的乳化 将合理配比的沥青和皂液一起放入乳化机，经过增压、剪切、研磨等机械作用，使沥青形成均匀、细小的颗粒，稳定而均匀的分散在皂液中，形成水包油的沥青乳状液。合适的乳化沥青出口温度应在85 C左右。 (4 )、乳化沥青的储存 乳化沥青从乳化机中出来，经冷却后进入储罐。大型的储罐中应配置搅拌装置，定期进行搅拌。以减缓乳化沥青的离析胶体磨
碳纤维工业发展态势与我国沥青基碳纤维现状
1.碳纤维工业发展态势与我国沥青基碳纤维现状| 所在目录： 王太炎(不详)燃料与化工, Vol. 30, No. 6, 1999 2.光声光谱法在分析沥青基碳纤维样品中的应用| 所在目录： 邓继勇刘秀英(不详)岩矿测试, Vol. 14, No. 3, 1995 3.PAN基及沥青基碳纤维生产现状与展望| 所在目录： 王德诚(中国纺织工业设计院)合成纤维工业, Vol. 21, No. 2, 1998 4.中介相沥青基碳纤维的力学性能| 所在目录： 李新贵黄美荣(天津纺织工学院材料科学系)材料导报, Vol. 11, No. 1, 1997 5.中介相沥青基碳纤维的性能| 所在目录： 李新贵黄美荣(天津纺织工学院)材料科学与工程, Vol. 15, No. 4, 1997 6.插层沥青基碳纤维的电学性能与结构| 所在目录： 李华瑞纪箴(不详)北京科技大学学报, Vol. 17, No. 3, 1995 7.沥青基碳纤维的开发及其设想| 所在目录： 张庆怀李静仁(不详)江西石油化工, Vol. 7, No. 2, 1995 8.沥青基碳纤维表面复合处理的研究| 所在目录： 康勇项素云(大连理工大学高分子材料系)功能高分子学报, Vol. 12, No. 4, 1999 9.对日本沥青基碳纤维技术的考察| 所在目录： 王钰初(上海煤气制气(集团)有限公司)城市公用事业, Vol. 13, No. 5, 1999 10.超大比表面石油沥青基碳纤维微电极研究| 所在目录： 屠一锋徐萍(苏州大学化学化工学院)苏州大学学报:自然科学, Vol. 14, No. 3, 1998 11.沥青基碳纤维增强环氧模塑料的摩擦磨损性能| 所在目录： 杨安乐(上海交通大学材料科学与工程学院复合材料研究所)机械工程材料, Vol. 22, No. 6, 1998 12.碳纤维增强混凝土| 所在目录： 耿志大(沈阳铝镁设计研究院)混凝土与水泥制品, Vol. , No. 5, 1997 13.沥青纤维的预氧化研究(Ⅱ):对氧化规律的探索| 所在目录： 李小宁朱本松(不详)北京服装学院学报, Vol. 14, No. 1, 1994 14.沥青纤维的预氧化研究(I):--纤维结构的变化| 所在目录： 李小宁朱本松(不详)北京服装学院学报, Vol. 13, No. 2, 1993 15.碳纤维和镀铜碳纤维与涂料复合后的电阻率| 所在目录： 李华瑞范晓波(不详)北京科技大学学报, Vol. 15, No. 2, 1993
改性乳化沥青的生产工艺
改性乳化沥青的生产工艺及成本 一、乳化沥青的改性工艺 乳化沥青的改性生产工艺可以分为四类：1.制作出乳化沥青后掺加胶乳改性剂，即先乳化后改性；2.将胶乳改性剂掺配到乳化剂水溶液中，然后与沥青一起进入胶体磨制作出改性乳化沥青；3.将胶乳改性剂、乳化剂水溶液、沥青同时放入胶体磨制作改性乳化沥青（2，3两种方法可以统称为边乳化边改性）；4.将改性沥青进行乳化，制作出乳化的 改性沥青。 （1）先乳化后改性 这是一种相对简单的制作改性乳化沥青的方式。生产工序是将热沥青和乳化剂皂液一起通过胶体磨制成普通的乳化沥青，再通过机械搅拌将胶乳状的改性剂加入到乳化沥青中，制成改性的乳化沥青。该方法的优点是，对设备要求不高，缺点是是适合胶乳状的改性 剂。生产工艺见图1-1. 图1-1 先乳化后改性方法制作改性乳化沥青示意图 （2）边乳化边改性 这是国外常用的一种制作改性乳化沥青的方法。典型的生产工序是将改性剂掺
配到乳化剂皂液中，然后将“改性”的皂液与沥青一起进入胶体磨，制成改性乳化沥青；或者不是将改性剂预先惨加到乳化剂皂液中，而是单独放到一个罐中，最终在泵送管道 中与乳化剂、酸、水等混合后再与热沥青一起进入胶体磨。生产工艺见图1-2. 将胶乳改性剂惨加到皂液罐的方法，其优点是与生产普通乳化沥青的工艺完全相同，不需要对生产设备做任何改动；缺点是用该方法生产改性乳化沥青时，改性剂的计量受到 一定限制，且要求改性剂胶乳能够耐受皂液的PH值。而将胶乳改性剂通过管道直接连 接到胶体磨的方法可以克服上述缺点，但要求对普通乳化沥青设备进行必要的改进后方可用于改性乳化沥青的生产。 图1-1 边乳化改性方法制作改性乳化沥青示意图 先改性后乳化）3（． 该方法是将现成的改性沥青加热到一定温度，成为流淌状起进入胶体磨，制成乳化的改性沥青。生产工艺见图1-3.
碳纤维布加固施工工序及工艺
碳纤维布的加固施工包含了8步，分别是：1、被加固混凝土表面处理；2、底胶涂布；3、修补胶修补混凝土；4.浸渍胶涂底；5、粘贴纤维布；6.浸渍胶上涂；7.表面涂饰；8.碳纤维补强加固施工质量检查和验收。 纤维复合材(FRP)补强加固施工粘贴剖面图 1.被加固混凝土表面处理 (1)表面处理应达到三个目的：确保结构本体与纤维布牢固粘结，除锈、去污、净化处理混凝土表面的老化部位；利用结构胶修补裂缝、填补孔洞、调整高差、削除尖角，保证碳纤维布粘结在可靠的基底上。 (2)钢筋露出部位须做防锈处理，如损伤程度严重，应采取措施补救。 (3)裂缝修补。若裂缝在5mm以上，采用高强水泥砂浆灌注；裂缝宽度大于0.1mm、小于5mm，采用专用化学裂缝灌注胶灌注裂缝，以低压慢注射为主，固化后打磨修饰平坦；裂缝宽度小于0.1mm，采用封缝胶表面封闭。 (4)表面修补：被粘混凝土面如有缺陷、孔洞或蜂窝麻面，应采用修补胶修补。 ①缺陷或孔洞修补。原结构施工中或后期运行中使结构产生缺角、孔洞、蜂窝麻面，必须用修补胶修补。 ②高差调整。由于模板错位产生混凝土表面高低差，亦必须在粘贴纤维前修
复。大面积可用高强砂浆，局部位置则用修补胶修补。 纤维布(FRP)补强加固施工流程图 (5)表面污垢和碳化物处理。以盘式打磨机、喷砂、高压水冲洗等方法，将表面处理成平坦规整、无松动、无脆弱碎块及无污物的表面，油脂类污物用中性洗涤剂脱脂，用高压气枪清除灰尘，粘结纤维布前混凝土表面必须充分干燥。 (6)修角加工。为防止内凹角处纤维布在粘结时容易剥离或扯起，可采用修补胶泥修补成圆角，圆角半径R应满足规范要求。 对于棱形柱或尖锐外凸角结构，在尖角处的纤维会有较大的应力集中，容易使碳纤维折断，因此必须进行处理。可用研磨机将棱角修饰成半径R的弧形。用修补胶做表面修饰，用弧形量具检测，保证修饰角半径R满足规范要求（特种结构按相关规范要求）。
碳纤维制备工艺简介讲解
碳纤维制备工艺简介 碳纤维(Carbon Fibre)是纤维状的碳材料，及其化学组成中碳元素占总质量的90%以上。碳纤维及其复合材料具有高比强度，高比模量，耐高温，耐腐蚀，耐疲劳，抗蠕变，导电，传热，和热膨胀系数小等一系列优异性能，它们既可以作为结构材料承载负荷，又可以作为功能材料发挥作用。因此，碳纤维及其复合材料近年来发展十分迅速。 一、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。
乳化沥青生产流程
一、沥青乳化的生产流程 乳化沥青主要由以下五种主要的材料组成：沥青、水、乳化剂、酸和改性剂，为了储存稳定或者是为了满足其他的特殊用途，还会惨加少量的添加剂。 乳化沥青的生产流程可以分为以下四个过程：沥青准备，皂液准备，沥青乳化，乳液储存。 1.沥青的准备 沥青是乳化沥青中的最主要组成部分，一般占到乳化沥青总质量的50%-65%。当乳化沥青喷洒或者拌和完成后，乳化沥青破乳，其中的水分蒸发后真正留在路面上的是沥青。因此，沥青的准备至关重要。 根据乳化沥青的用途，选择适宜的沥青品牌和标号后，沥青的准备过程主要就是将沥青加热并保持在适宜的温度的过程。 沥青准备过程中温度的控制十分重要，如果沥青温度过低，会造成沥青黏度大，流动困难，从而乳化困难；如果沥青温度过高，一方面会造成沥青老化，同时也会使乳化沥青的出口温度过高，影响乳化剂的稳定性和乳化沥青的质量。 2.皂液的准备 根据所需的乳化沥青的不同，选择适宜的乳化剂种类和剂量以及添加剂种类和剂量，配置乳化剂水溶液（皂液）。 根据乳化沥青设备和乳化剂种类的不同，乳化剂的水溶液（皂液）的制备过程也有差异。对于全自动连续式的乳化沥青生产设备，皂液
的各个组分（水、酸、乳化剂等）都是由生产设备本身设置的程序自动完成的，只要保证各材料的供给即可；对于半连续式或间歇式的生产设备，则需要按照配方要求手工配置皂液。有的乳化剂水溶液需要加酸调节PH值，有的（如季铵盐类）则不需要。有些常温下呈固态的乳化剂还需要在配置皂液前首先将其加热熔化。 皂液在进入乳化设备前的温度一般控制在55-75℃之间。 3.沥青的乳化 将合理配比的沥青和皂液一起放入乳化机，经过增压、剪切、研磨等机械作用，使沥青形成均匀、细小的颗粒，稳定而均匀的分散在皂液中，形成水包油的沥青乳状液。 合适的乳化沥青出口温度应在85℃左右。 4.乳化沥青的储存 乳化沥青从乳化机中出来，经冷却后进入储罐。大型的储罐中应配置搅拌装置，定期进行搅拌。以减缓乳化沥青的离析。 二、乳化沥青生产设备的分类 1. 按照生产流程分类 乳化沥青设备按照工艺流程分类，可以分为间歇作业式、半连续作业式、连续作业式三种。其工艺流程分别如图1-1和图1-2所示。 如图1-1所示间歇式改性乳化沥青生产设备，生产时将乳化剂、酸、水、和胶乳改性剂等在皂液掺配罐中掺配，然后将其于沥青泵送到胶体磨中。一罐皂液用完后再配置皂液，然后再进行下一罐的生产。当用于改性乳化沥青生产时，根据改性工艺的不同，胶乳管道既可以
生产工艺流程总结
生产工艺流程总结 水泥生产工艺小结 水泥生产自诞生以来，历经了多次重大技术变革，从最早的立式窑到回转窑，从立波尔窑到悬浮预热窑，再到如今的预分解窑，每一次变革都推动了水泥生产技术的发展。以悬浮预热和预分解技术为核心的新型干法水泥生产技术，把现代科学技术和工业生产最新成就相结合，使水泥生产具有高效、优质、环保、大型化和自动化等现代化特征，从而把水泥工业推向一个新的阶段。 水泥生产主要包括生料制备、熟料烧成和水泥粉磨至成品三个阶段，而在每个阶段中又包含了许多工艺过程。比如生料制备中涉及到矿山开采、原料预均化及粉磨和生料的均化等过程；而熟料烧成系统中又涉及到旋风筒、连接管道、分解炉、回转窑和篦冷机五种主要工艺设备。本文主要通过生料制备、熟料烧成和水泥成品三个大方面对整个新型干法水泥生产工艺进行描述。 1 生料制备 矿山开采和原料预均化 任何产品的制备，原料的选取和制备均是重要的一个环节，原料的品质会直接影响生产产品的质量。所以，在水泥生产中，原料选取即矿石开采需要做好质量控制工作。在矿石开采过程中，首先要做好勘探工作，切实掌握矿体的质
量，然后在此基础上根据生产需求，合理搭配，选择性开采，尽可能的缩小原料的化学成分波动，这同时也可为原料预均化创造了一定的条件。 1959年，原料预均化技术首次应用于美国水泥工业。预均化技术就是在原料的存取过程中，运用科学的堆取料技术，实现原料的初步均化。具体是在原料堆放时，由堆料机连续地把进来的物料，按照一定的方式堆成尽可能多的相互平行、上下重叠、厚薄一致的料层，而在取料时，则通过选择与料堆方式相适应的取料机和取料方式，在垂直于料的方向上，同时切取所有料层，这样就在取料的同时完成了物料的混合均化，起到预均化的目的。 预均化是在预均化堆场中进行的，预均化堆场按照功能又可以分为预均化堆场、预配料堆场和配料堆场三种类型。预均化堆场是将成分波动较大的单一品种物料石灰石、原煤等，以一定的堆取料方式在堆场内混合均化，使其出料成分均匀稳定；预配料堆场是将成分波动较大的两种或两种以上原料，按照一定的配合比例进入堆场，经混合均匀，使其出料成分均匀，并基本符合下一步配料要求； 配料堆场是将全部品种的原料，按照配料要求，以一定的比例进入堆场，经过混合均化，在出料时达到成分均匀稳定，并且完全符合生料成分要求。 原料的粉磨
PAN基碳纤维
聚丙烯腈及沥青基碳纤维的工艺流程 1.聚丙烯腈碳纤维： 聚丙烯腈碳纤维是以聚丙烯腈纤维为原料制成的碳纤维，主要作复合材料用增强体。无论均聚或共聚的聚丙烯腈纤维都能制备出碳纤维。为了制造出高性能碳纤维并提高生产率，工业上常采用共聚聚丙烯腈纤维为原料。对原料的要求是：杂质、缺陷少； 细度均匀，并越细越好；强度高，毛丝少；纤维中链状分子沿纤维轴取向度越高越好，通常大于80%；热转化性能好。生产中制取聚丙烯腈纤维的过程如下： 1)原丝的制备：先由丙烯腈和其他少量第二、第三单体(丙烯酸甲 醋、甲叉丁二脂等)通过水相悬浮聚合、溶液聚合、乳液聚合或本体聚合共聚生成共聚聚丙烯腈树脂(分子量高于 6～8万)，然后树脂经溶剂(硫氰酸钠、二甲基亚砜、硝酸和氯化锌等)溶解，形成粘度适宜的纺丝液，经湿法、干法或干-湿法进行纺丝，再经水洗、牵伸、干燥和热定型即制成聚丙烯腈纤维。直径12um 左右。 2)原丝的预氧化：若将聚丙烯腈纤维直接加热易熔化，不能保持 其原来的纤维状态。因此，制备碳纤维时，首先要将聚丙烯腈纤维放在空气中或其他氧化性气氛中进行低温热处理，即预氧化处理。预氧化处理是纤维碳化的预备阶段，过程中所发生的反应包括环化、脱氢及氧化，最后形成耐热梯型高分子。一般将纤维在空气下加热至约270℃，保温0.5h～3h，聚丙烯腈纤
维的颜色由白色逐渐变成黄色、棕色，最后形成黑色的预氧化纤维。 3)碳化：将预氧化纤维在氮气中进行高温处理(l600℃)，即碳化 处理，则纤维进一步产生交联环化、芳构化转化成稠环及缩聚等反应，并脱除氢、氮、氧原子，纤维中的含碳量从60%增加到95%,最后形成二维碳环平面网状结构和层片粗糙平行的乱层石墨结构的碳纤维,直径在6-7um。 4)石墨化：在氦气或氩气的保护下，碳纤维经过进一步高温处理， 得到石墨纤维。石墨化纤维处理是将碳纤维放在2500-3000℃的高温下，可得到含碳量在99%以上的更高模量的碳纤维。5)表面处理：为方便碳纤维在复合材料中的应用，后期在碳纤维
桥梁碳纤维布加固施工方案
碳纤维布施工技术指南 一、总则 1、碳纤维布简介 碳纤维增强塑性是碳纤维材料通过一定的制作工艺与特定的树脂复合而成，其力学特点是应力应变量完全线性弹性，不存在屈服点和塑性区。碳纤维材料具有优异的物理力学性能，加固混凝土构件所用的碳纤维布是有碳纤维长丝组成的柔软片材，具有强度高，自身轻，施工方便、快捷、应用范围广等，用于建筑结构加固的碳纤维具有优良的力学能力，其抗拉力度一般为建筑钢材的几十倍，但是，碳纤维材料织成碳纤维布后，其中的各碳纤维丝很难完全工程工作，在承受较低的荷载时，一部分应力水平较高的碳纤维丝首先达到其抗拉强度并退出工作状态，以此类推，各碳纤维丝逐渐断裂，直至整体破坏，而使用粘结剂后，各碳纤维丝能很好的共同工作，大大提高碳纤维抗拉强度，故碳纤维加固首先必须使用碳纤维布中的碳纤维丝能共同工作，因此胶黏剂对碳纤维布起到的加固作用是比较关键的，它既能确保各碳纤维丝共同工作，又能同时确保碳纤维布与结构共同工作，从而达到加固目的。因此在桥梁工程有广泛发展的前景。 2、碳纤维布加固的作用 作用是纤维材料在加固结构中承担拉应力，改善构件的受力状态，限制裂缝的产生和发展。 3、碳纤维布的应用范围和时机 当混凝土构造因为抗弯承载力不行，选用碳纤维布进行加固时，加固构造的损坏形状一方面取决于原构造的配筋状况，另一方面取决于碳纤维的用量。现假定原构造为适筋构件，则加固构造的损坏形状可分为如下三种状况。 ⑴碳纤维用量较少。损坏时受压区边际混凝土压碎，受拉钢筋屈从，碳纤维能够到达较高的拉应变。 ⑵碳纤维用量适中。损坏时受压区边际混凝土压碎，受拉钢筋屈从，碳纤维可到达某一中等拉应变。 ⑶碳纤维用量较多。损坏时受压区边际混凝土压碎，受拉钢筋屈从，碳纤维应变很低。
碳纤维布编织技术
碳纤维布编织技术 编织是一种基本的纺织工艺，能够使两条以上纱线在斜向或纵向互相交织形成整体结构的预成形体。这种工艺通常能够制造出复杂形状的预成形体，但其尺寸受设备和纱线尺寸的限制。在航空工业，目前该技术主要集中在编织的设备、生产和几何分析上，最终的目的是实现完全自动化生产，并将设备和工艺与CAD/CAM 进行集成。该工艺技术一般分为两类，一类的二维编织工艺，另一类是三维编织工艺。
传统的二维编织工艺能用于制造复杂的管状、凹陷或平面零件的预成形体，它与其它纺织技术相比成本相对较低。它的研究主要集中在研发自动化编织机来减少生产成本和扩大应用范围。它的关键技术包括质量控制、纤维方向和分布、芯轴设计等。它在航空工业的应用包括制造飞机进气道和机身J型隔框。该技术通常与RTM和RFI技术结合使用，另外也可以与挤压成形和模压成形联合使用。其应用水平在洛克希德?马丁公司生产F-35战斗机进气道制造中最能体现其先进性，加强筋与进气道壳体是整体结构，减少了95%的紧固件，提高了气动性能和信号特征，并简化了装配工艺。为了克服二维编织厚度方面强度低的问题，开发了三维编织技术，为制造无余量预成形体提供了可能。但是该技术同样受到设备尺寸限制。 针织 针织用于复合材料的增强结构始于上世纪90年代。由于它的方向强度、冲击抗力较机织复合材料好，且针织物的线圈结构有很大的可伸长性，易于制造非承力的复杂形状构件。目前国外已生产了先进的工业针织机，能够快速生产复杂的近无余量结构，而且材料浪费少。用这种方法制造的预成形体可以加入定向纤维有选择地用于某些部位增强结构的机械性能。另外，这种线圈的针织结构在受到外力时很容易变形，因此适于在复合材料上成形孔，比钻孔具有很大优势。但是它较低的机械性能也影响了它的广泛应用。 经编
聚丙烯腈碳纤维的工艺流程
聚丙烯腈碳纤维的工艺流程 1.概述 碳纤维是一种力学性能优异的新材料，它不仅具有碳材料的固有特性，又兼备纺织纤维的柔软可加工性，是新一代增强纤维。聚丙烯碳纤维是一种以聚丙烯腈(PAN)、沥青、粘胶纤维等为原料，经预氧化、碳化、石墨化工艺而制得的含碳量大于90％的特种纤维。碳纤维具有高强度、高模量、低密度、耐高温、耐腐蚀、耐摩擦、导电、导热、膨胀系数小、减震等优异性能，是航空航天、国防军事工业不可缺少的工程材料，同时在体育用品、交通运输、医疗器械和土木建筑等民用领域也有着广泛应用。PAN基碳纤维生产工艺简单、产品综合性能好，因而发展很快，产量占到90％以上，成为最主要的品种。 2.制备 聚丙烯腈碳纤维是以聚丙烯腈纤维为原料制成的碳纤维，主要作复合材料用增强体。无论均聚或共聚的聚丙烯腈纤维都能制备出碳纤维。为了制造出高性能碳纤维并提高生产率，工业上常采用共聚聚丙烯腈纤维为原料。对原料的要求是：杂质、缺陷少；细度均匀，并越细越好；强度高，毛丝少；纤维中链状分子沿纤维轴取向度越高越好，通常大于80%；热转化性能好。 生产中制取聚丙烯腈纤维的过程是：先由丙烯腈和其他少量第二、第三单体(丙烯酸甲醋、甲叉丁二脂等)共聚生成共聚聚丙烯腈树脂(分子量高于 6～8万)，然后树脂经溶剂(硫氰酸钠、二甲基亚矾、硝酸和氯化锌等)溶解，形成粘度适宜的纺丝液，经湿法、干法或干-湿法进行纺丝，再经水洗、牵伸、干燥和热定型即制成聚丙烯腈纤维。若将聚丙烯腈纤维直接加热易熔化，不能保持其原来的纤维状态。因此，制备碳纤维时，首先要将聚丙烯腈纤维放在空气中或其他氧化性气氛中进行低温热处理，即预氧化处理。预氧化处理是纤维碳化的预备阶段。一般将纤维在空气下加热至约270℃，保温0.5h～3h，聚丙烯腈纤维的颜色由白色逐渐变成黄色、棕色，最后形成黑色的预氧化纤维。这是聚丙烯腈线性高分子受热氧化后，发生氧化、热解、交联、环化等一系列化学反应形成耐热梯型高分子的结果。再将预氧化纤维在氮气中进行高温处理(l 600℃)，即碳化处理，则纤维进一步产生交联环化、芳构化及缩聚等反应，并脱除氢、氮、氧原子，最后形成二维碳环平面网状结构和层片粗糙平行的乱层石墨结构的碳纤维。 由PAN原丝制备碳纤维的工艺流程如下：PAN原丝→预氧化→碳化→石墨化→表面处理→卷取→碳纤维。 3.性能 碳纤维有如下的优良特性：①比重轻、密度小；②超高强力与模量；③纤维细而柔软； ④耐磨、耐疲劳、减振吸能等物理机械性能优异；⑤耐酸、碱和盐腐蚀，可形成多孔、表面活性、吸附性强的活性碳纤维；⑥热膨胀系数小，导热率高，不出现蓄能和过热；高温下尺寸稳定性好，不燃，热分解温度800℃，极限氧指数55；⑦导电性、X射线透过性及电磁波遮蔽性良好；⑧具有润滑性，不沾润在熔融金属中，可使其复合材料磨损率降低； ⑨生物相容性好，生理适应性强。