成果介绍:
酚醛纤维是由日本群荣株式会社开发,但由于技术难度极高,50年来一直作为全球唯一生产厂家垄断生产。酚醛纤维因具有耐烧蚀、残炭率高、碳化活化副产物少等优点,是制备功能性碳纤维和活性碳纤维的重要原料。所得的碳纤维具有质量轻、隔热性能好、力学性能强等优势,可应用于高温隔热材料。酚醛基活性碳纤维具有比表面积大、吸脱附速度快等优点在吸附等领域有广阔应用前景。但目前由于日本群荣株式会社垄断生产,存在着1)价格畸高,国内难以推广应用;2)技术垄断,成为功能性纤维的“卡脖子”技术;3)高端产品对中国禁运,时刻威胁军工生产。
目前国内酚醛基纤维全部依赖进口,中原工学院功能纤维团队基于国家自然基金(4项)和多项省级项目的支持下,突破国外的“卡脖子”技术,并已经完成小试制备,所得碳纤维碳含量99.97%,拉伸强度达到1.2cN/dtex,伸长率4%,所得活性碳纤维对碘的吸附量达到1900mg/g,比表面积达到1700m2/g,为隔热和吸附应用提供优异的材料基础。
潜在应用:
酚醛纤维作为最廉价的功能型纤维,能广泛应用于防灾安全、复合材料、电线材料、石棉代用品、碳纤维、活性碳纤维等多种特殊领域。随着新能源与电子信息行业的蓬勃发展,对多晶硅/单晶硅的需求快速提升,酚醛基碳纤维作为无定型碳纤维,具有优异的高温隔热性能,可用于硅熔炼的坩埚。酚醛纤维增强酚醛树脂烧蚀防热材料的烧蚀界面良好,在减重、隔热等方面具有独特的优势。酚醛基 ACF 及其制品具有超大比表面积、孔径尺寸可调控、强度高和柔软等一系列优点,可用来制造耐热、防化防毒、无尘等特种服装,还用于制作电子产品、电容器和高效能电极等。
技术优势:
1.酚醛纤维项目已突破国外“卡脖子”技术,开发了独有绿色制备工艺,技术国内领先;
2.自制酚醛纤维与日本群荣在结构和性能上,两者性能基本相当,部分指标领先;
3.与国内现有隔热碳纤维和活性碳纤维相比,性能更优,成本远低于粘胶基生产成本,具有广阔前景;
4.能够服务于我国航空工业急需的导弹、火箭隔热要求,保障技术自主可控;
知识产权:
发明专利,ZL 202310684183.2,一种通过干法纺丝制备酚醛环氧纤维的方法,2024.10.29
发明专利,ZL 202310684046.9, 一种环氧树脂改性热固性高邻位酚醛纤维的方法,2024.10.29
发明专利,ZL 202310683223.1,一种采用熔融纺丝制备酚醛环氧纤维的方法,2024.10.29
发明专利,ZL 202110042306.3,一种本征阻燃纤维湿法纺丝的制备方法,2023.3.21
发明专利,ZL 201810841200.8,一种利用湿法纺丝制备硼改性高邻位酚醛纤维的方法,2021.3.16
发明专利,ZL 201810840060.2,一种采用湿法纺丝制备高邻位热固性酚醛纤维的方法,2021.3.16
发明专利,ZL 201811582825.3,一种碳化氮/聚乙烯醇缩醛复合仿生薄膜的制备方法,2021.3.16
发明专利,ZL 201810839448.0,一种采用湿法纺丝制备环氧改性高邻位热固性酚醛纤维的方法,2021.3.16
合作模式:
产学研项目合作、共建科研平台、知识产权许可、转让、作价入股等方式