据上海石化腈纶部总工程师黄翔宇介绍,从12K小丝束到48K大丝束,并不是把喷丝口数量从1.2万个放大到4.8万个这么简单,中间要走过一条十分艰难的攻关之路,这需要深厚的科研理论作指导,丰富的实践经验作支撑,才能解决很多关键的技术难点,而上海石化经过10年磨一剑,创造了这一条件。48K大丝束碳纤维的优势就是在同等条件下,大大提高碳纤维单线产能和质量性能,并实现生产低成本化,再也不用去国外进口昂贵的大丝束碳纤维了。可以说,从12K到48K的成功突破,标志着上海石化碳纤维技术从量变到质变的飞跃,不仅填补了国内空白,而且达到了水平,这将对“上海智造”工业产生巨大的推动作用。
48K大丝束碳纤维的优势就是在同等条件下,大大提高碳纤维单线产能和质量性能,并实现生产低成本化,再也不用去国外进口昂贵的大丝束碳纤维了。
复合材料以碳纤维增强的树脂基复合材料为数量上的主体。碳纤维是一种力学性能优异的新材料,它的密度仅为钢的1/4、铝合金的1/2,但强度却比钢高4倍、比铝高6~7倍。航天的重量每减少1公斤,就可使运载火箭减轻500公斤,因此,碳纤维复合材料的这种低密度、高强度的优异性能,使其在航天航空等高科技领域占有重要地位。
不仅如此,碳纤维复合材料还因其比强度、比模量高的特点,越来越应用到体育用品行业。传统的体育用品大多采用木材及其复合材料制品。但是,碳纤维增强复合材料的力学性能比木材高得多,它的比强度和比模量分别是杉木的4倍和3倍,是梧桐木的3.4倍和4.4倍。因此,它在体育用品方面得到了广泛的应用,其用量几乎占全世界碳纤维总消耗量的40%左右。
1、网球拍
复合材料制成的网球拍,轻而坚,刚性大,应变小,可降低球与球拍接触时的偏离度;同时,碳纤维复合材料的阻尼性好,可延长肠线与球的接触时间,使网球获得较大的加速度。例如,木制球拍的接触时间为4.33毫秒,钢制品为4.09毫秒,碳纤维复合材料为4.66毫秒,相对应的球的初速度则分别为149.6千米/时、138千米/时和157.4千米/时。这种网球拍已有商品供应市场销售。
2、羽毛球拍
碳纤维增强复合材料刚成的羽毛球拍其特点是重量轻、刚性大、避免了木制品因其刚性不足而造成的断把现象,同时它还具有与上述网球拍一样的优点。
碳纤维不是天然就存在的,是将聚、沥青等预氧化、碳化、甚至石墨化而成的,原材料的制取需要很高的工艺,目前全球只有寥寥几家公司掌握这项核心技术,造成一定程度上的垄断。把碳纤维和常见材料钢相比,它的密度大约为钢的四分之一,强度方面却高出四倍之多。 另外,它的耐高温能力,耐腐蚀能力、耐摩擦能力都非常好,可在各种环境中使用。
对于航天来说,减负尤为重要,它的重量只要减少-公斤 ,运载火箭就可以减轻500公斤,节省油耗,有助于飞到更远的太空勘探调研。和航天-样靠能源驱动的飞机、汽车如果重量减轻的话,同样对能源的节约,环境的保护有重要作用。