Для того чтобы в полной мере задействовать соответствующие преимущества научно-исследовательских институтов и предприятий, создать инновационную цепочку создания стоимости и повысить независимую инновационную способность и конкурентоспособность предприятий, после многочисленных коммуникаций и обменов на раннем этапе, 1 июня Институт материалов Китайской академии наук (IMS) в Нинбо, Китай, и Shandong Kaitai Petrochemicals Company Limited (далее именуемая Kaitai Petrochemicals) подписали соглашение о сотрудничестве с целью совместного создания «Центра технологий инжиниринга углеродного волокна на основе ПАН». (далее именуемая «Kaitai Petrochemical») подписали соглашение о сотрудничестве с целью совместного создания «Центра технологий инжиниринга и производства углеродного волокна на основе ПАН», который будет заниматься инновациями и разработкой технологии сухого углеродного волокна на основе полиакрилонитрила (ПАН).
В настоящее время общепринятые методы прядения для высокопроизводительных волокон в основном делятся на две категории: прядение из расплава и прядение из раствора, из которых прядение из раствора можно разделить на прядение из сухого раствора (сухой метод) и прядение из мокрого раствора (включая мокрое прядение и сухое распылительное прядение). Сухое прядение представляет собой выдавливание ПАН-прядильной жидкости через дозирующий насос и фильеру-распылитель в газовый поток прядильного цилиндра (сухой цилиндр), испарение растворителя и затвердевание в волокно.
Принципиальная схема сухого прядения
Традиционно оборудование для сухого прядения и параметры процесса относительно сложны, в то время как скорость прядения высока, а множитель вытяжки высок, что затрудняет прядение нитей ПАН, подходящих для углеродных волокон. Стремясь к соответствующим техническим трудностям, компания Kaitai Petrochemical провела большую исследовательскую работу, преодолела узкое место технологии производства сухих нитей ПАН для высокопроизводительного углеродного волокна, разработала ряд различных спецификаций для производства углеродного волокна из сухих нитей ПАН и посредством процесса предварительного окисления, карбонизации получила подготовку с превосходными характеристиками сухого углеродного волокна на основе ПАН.
В соответствии с целями и задачами «Центра инжиниринга и технологий углеродного волокна на основе ПАН», совместно созданного двумя сторонами, команда по углеродному волокну и композитным материалам NAMI будет использовать свою пилотную платформу углеродного волокна для проведения комплексной оценки производительности сухих нитей ПАН, производимых Kaitai Petrochemicals, уделяя особое внимание физико-химической структуре сухих нитей ПАН, эволюции структуры в процессе окислительной карбонизации, а также сухим углеродным волокнам на основе ПАН. Она фокусируется на физико-химической структуре сухих нитей ПАН, структурной эволюции в процессе кислородной карбонизации и процессе формования препрега из сухого углеродного волокна на основе ПАН и т. д. В то же время она предоставляет техническое руководство и решения по оптимизации для завода по производству сухих нитей ПАН Kaitai Petrochemical.
По сравнению с традиционным мокрым процессом сухое углеродное волокно имеет уникальную структуру поперечного сечения (на рисунке выше показана форма поперечного сечения сухого углеродного волокна, произведенного на платформе углеродного волокна Института материалов Нинбо с использованием в качестве сырья сухого ПАН-волокна компании Kaitai Petrochemical).
О компании Shandong Kaitai Petrochemical Company
Shandong Kaitai Petrochemical Company в настоящее время является единственным предприятием, занимающимся промышленной подготовкой серии продуктов из сухого углеродного волокна на основе ПАН в Китае, и уже давно занимается исследованиями, разработками и применением серии продуктов из сухого углеродного волокна с уникальными и превосходными характеристиками, и реализовала индустриализацию, высококачественное, дифференцированное и индивидуальное производство сухих углеродных волокон на основе ПАН. Основные бизнес-проекты компании: НИОКР и производство нитей из углеродного волокна и серии продуктов, НИОКР и производство функциональных волокон, НИОКР и производство высокопроизводительных волокон и композитных материалов.
Благодаря многократным обменам, обсуждениям и прогнозам со многими университетами, научно-исследовательскими подразделениями и головными предприятиями отрасли по исследованиям и разработкам новых продуктов на основе ПАН и перспективам рынка, компания определила стратегию развития исследований и разработок и индустриализации серии продуктов из сухих углеродных волокон, а также провела исследования и разработки технологии производственного процесса и оборудования для серии продуктов из сухих углеродных волокон. 2022 год, «сухое прядение высокопроизводительных углеродных волокон на основе ПАН для индустриализации» был указан в качестве ключевых исследований и разработок технологий и оборудования для сухого прядения высокопроизводительных углеродных волокон на основе ПАН. Ключевые исследования и разработки технологий и оборудования» указаны в качестве проекта ключевой программы НИОКР Цзыбо (интеграция школ города за пределами города), в марте того же года успешно построен первый комплект отечественной килотонной линии по производству углеродных волокон на основе ПАН методом сухого прядения, может производить различные модели и характеристики продуктов из углеродных волокон.
Нити из углеродного волокна на основе ПАН, полученные методом сухого прядения, производства Kaitai Petrochemicals
В июле 2022 года «сухое прядение высокопроизводительных нитей углеродного волокна на основе ПАН, индустриализация ключевых технологий и оборудования, исследования и разработки» компании прошли оценку научно-технических достижений Китайской федерации текстильной промышленности; в марте 2024 года исходная производственная линия после расширения трансформации первого набора 1,000-тонной линии по производству нитей углеродного волокна на основе ПАН с небольшой жгутовой. производственной линией. Компания сформировала более 20 национальных запатентованных технологий в области сухого прядения углеродного волокна на основе ПАН и его сырого шелка.