超级纤维一公里长仅0.4克,将其编织成直径16mm,可承2—3吨重物

2020-03-13

德国1216日消息:德国拜罗伊特大学的一个国际科研团队研制成功一种超级纤维,这种人造纤维具有蜘蛛丝的特性,不仅超轻(一公里长的纤维仅重0.4克),而且抗拉强度超大,可承受自身重量的15万倍。若将其编织成截面直径如一欧分大小(约16mm)的绳索,可承受23吨的重物。目前的人造纤维都不具备这些特性。




这种“拜罗伊特超级纤维”的制造程序也相对简单。其基本材料是一种日常塑料,技术诀窍则是一种叫做聚丙烯腈(Polyacrylnitril)的辅材,该辅材的功能是将基材纵向粘合成纤维。科研人员十分看好这一新材料的用途。


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碳纤维是由有机纤维在高温环境下裂解碳化形成碳主链机构的无机纤维,是一种含碳量高于90%的无机纤维。按照原丝种类分类:碳纤维的原丝主要有聚丙烯腈(PAN)原丝、沥青纤维和粘胶丝,由这三大类原丝生产出的碳纤维分别称为聚丙烯腈(PAN)基碳纤维、沥青基碳纤维和粘胶基碳纤维。其中,聚丙烯腈(PAN)基碳纤维占据主流地位,2018年产量占碳纤维总量的90%以上,粘胶基碳纤维还不足1%




以目前主流碳纤维-聚丙烯腈(PAN)基碳纤维为例,其制备方法如下:从石油、煤炭、天然气均可以得到丙烯,丙烯经氨氧化后得到丙烯腈,丙烯腈聚合和纺丝之后得到聚丙烯腈(PAN)原丝,原丝经过整理后,送入氧化炉制得预氧化纤维(俗称预氧丝),预氧丝进入碳化炉制得碳纤维,碳纤维经表面处理、上浆即可得到碳纤维产品。在制备碳纤维的同时还可制成碳纤维织物和碳纤维预浸料,作为生产碳纤维复合材料的原材料;碳纤维经与树脂、陶瓷等材料结合,形成碳纤维复合材料,最后由各种成型工艺得到下游应用需要的最终产品。




2018年中国碳纤维的总需求31000吨同比增长32%,其中进口22000吨国产9000吨,对外依存度高达71%。从历史数据看,我国碳纤维产业起步较晚,但随着技术追赶对外依存度已经由2008年的98%下降了27个百分点,进口替代趋势有望持续。




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超级纤维一公里长仅0.4克,将其编织成直径16mm,可承2—3吨重物
2020-03-13

德国1216日消息:德国拜罗伊特大学的一个国际科研团队研制成功一种超级纤维,这种人造纤维具有蜘蛛丝的特性,不仅超轻(一公里长的纤维仅重0.4克),而且抗拉强度超大,可承受自身重量的15万倍。若将其编织成截面直径如一欧分大小(约16mm)的绳索,可承受23吨的重物。目前的人造纤维都不具备这些特性。




这种“拜罗伊特超级纤维”的制造程序也相对简单。其基本材料是一种日常塑料,技术诀窍则是一种叫做聚丙烯腈(Polyacrylnitril)的辅材,该辅材的功能是将基材纵向粘合成纤维。科研人员十分看好这一新材料的用途。


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碳纤维是由有机纤维在高温环境下裂解碳化形成碳主链机构的无机纤维,是一种含碳量高于90%的无机纤维。按照原丝种类分类:碳纤维的原丝主要有聚丙烯腈(PAN)原丝、沥青纤维和粘胶丝,由这三大类原丝生产出的碳纤维分别称为聚丙烯腈(PAN)基碳纤维、沥青基碳纤维和粘胶基碳纤维。其中,聚丙烯腈(PAN)基碳纤维占据主流地位,2018年产量占碳纤维总量的90%以上,粘胶基碳纤维还不足1%




以目前主流碳纤维-聚丙烯腈(PAN)基碳纤维为例,其制备方法如下:从石油、煤炭、天然气均可以得到丙烯,丙烯经氨氧化后得到丙烯腈,丙烯腈聚合和纺丝之后得到聚丙烯腈(PAN)原丝,原丝经过整理后,送入氧化炉制得预氧化纤维(俗称预氧丝),预氧丝进入碳化炉制得碳纤维,碳纤维经表面处理、上浆即可得到碳纤维产品。在制备碳纤维的同时还可制成碳纤维织物和碳纤维预浸料,作为生产碳纤维复合材料的原材料;碳纤维经与树脂、陶瓷等材料结合,形成碳纤维复合材料,最后由各种成型工艺得到下游应用需要的最终产品。




2018年中国碳纤维的总需求31000吨同比增长32%,其中进口22000吨国产9000吨,对外依存度高达71%。从历史数据看,我国碳纤维产业起步较晚,但随着技术追赶对外依存度已经由2008年的98%下降了27个百分点,进口替代趋势有望持续。




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