聚丙烯腈基碳纤维原丝项目可行性研究报告q上课讲义

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聚丙烯腈(PAN)基碳纤维复合材料PPT课件

2000年以来，在以师昌绪院士为首的一批材料界前辈的大力推动下，我国碳纤维研发取得了长足的进步。在国内科研院所和以中国航天四院为代表的一大批企业的参与下，完成了高强中模碳纤维和基本型高模高强纤维制备技术的攻关，今后的研发重点将围绕超高强中模和更高性能的高模高强碳纤维制备技术展开。
截止2011年底，中国大陆具备500t产能以上规模、具有原丝和碳纤维制备的企业共有7家，其中有4家企业建起千吨以上产能规模。
土耳其Aksa公司
印度Kemrock公司
产能合计
产量系数0.7
2009 17600 13500 7400 6150 4750 2000
750 0
52150 36505
2010 17600 13500 7400 7450 4750 3000 1500
0 57650 40335
2011 17600 13500 7400 8750 5500 3000 3500
卓尔泰克集团
13000 13000 13000 13000 13000
大丝束 24K/48K/50K /60K/80K/320
K及以上
德国SGL集团三菱人造丝公司东丽集团
6000 6000 700 700 300 300
6000 7500 2700 2700 300 300
9000 2700 300
3.能源和工业：风力发电机叶片，太阳能基板、高档汽车、建筑板材、装备制造
长征6号运载火箭
航空航天
美国航天飞机
欧洲空客A380
高尔夫球杆钓鱼竿
体育休闲
网球拍捷安特XTC-ADV-SL
海洋风力发电
能源和工业
太阳能电池板
F1方程式赛车

聚丙烯腈纤维介绍ppt课件

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精选ppt
二、丙烯腈的聚合
第三单体的目的是引入一定数量的亲染料基团，以增加纤维对染料的亲和力，可制得色谱齐全，颜色鲜艳，染色牢度好的纤维，并使纤维不会因热处理等高温过程而发黄。
第三单体为离子型，分两大类：一类是对阳离子染料有亲和力，含有羧基或磺酸基团的单体，如丙烯磺酸钠、甲基丙烯磺酸钠等；另一类是对酸性染料有亲和力，含有氨基，酰胺基，吡啶基等的单体。此外，为使聚合产物具有合适的分子量，在丙烯腈聚合过程中还需加入分子量调节剂（如异丙醇）、终止剂(如乙二胺四乙酸四钠盐)和浅色剂(如二氧化硫脲)等。
4
精选ppt
聚丙烯腈纤维具有羊毛的特性（有合成羊毛之称），蓬松性和保暖性好，手感柔软、防霉，防蛀。并有非常优越的耐光性和耐辐射性。
近年来，为了适应某些特殊用途的需要，通过化学和物理改性方法，制成具有特殊性能或功能的改性聚丙烯腈纤维，如具有永久性立体卷曲的复合纤维和具有多孔结构的高吸水纤维；还有阻燃、抗静电、高收缩、染色性和耐热性良好的纤维。中空聚丙烯腈纤维可作为血液净化器的材料。聚丙烯腈纤维还可作为生产碳纤维的原丝，可分别制成耐高温的预顶氧化纤维、耐 1000℃的碳纤维、以及耐3000℃的石墨纤维。
由于共聚组分的加入两个Tg逐渐相互靠近，以至完全
相同，三元共聚的PAN的Tg约为75～100℃。由于水的
增塑作用，次级溶胀PAN的Tg进一步下降到65～80℃；
而初级溶胀PAN的Tg则在4205 ～60℃范围内。
精选ppt
三、聚丙烯腈的结构和性质
3 聚丙烯腈的化学性质：由于含有氰基，在碱或酸对聚丙烯腈作用时，氰基会转变成酰胺基。温度越高，反应越剧烈。生成的酰胺又能进一步被水解（反应式见P126）。

聚丙烯腈(PAN)基碳纤维复合材料

生产工艺改进
针对PAN基碳纤维复合材料生产过程中存在的能耗高、污染重等问题，研究者们不断改进生产工艺，提高生产效率和环保性。
未来发展趋势预测与挑战分析
高性能化
未来PAN基碳纤维复合材料将继续向高性能化方向发展，以满足高端应用领域对材料性能的更高要求。
绿色环保
随着环保意识的提高，PAN基碳纤维复合材料的绿色生产将成为未来发展的重要趋势，包括采用环保原料、优化生产工艺等。
耐疲劳性
碳纤维复合材料具有良好的耐疲劳性能，能够承受长期的交变载荷作用。
热稳定性及耐候性评估
热稳定性
PAN基碳纤维在高温下能够保持较好的稳定性，不易发生热分解或氧化反应。
耐候性
碳纤维复合材料具有良好的耐候性能，能够抵抗紫外线、酸雨等自然环境的侵蚀。
耐腐蚀性
由于碳纤维的化学稳定性较高，因此它对于多种化学物质都具有良好的耐腐蚀性。
汽车工业领域应用
轻量化
碳纤维复合材料具有密度小、比强度高、比模量高等优点，是实现汽车轻量化的理想材料，可用
于车身、底盘等结构件。
安全性
碳纤维复合材料在碰撞时能够吸收大量能量，提高汽车的安全性。
舒适性
碳纤维复合材料具有良好的阻尼性能，能够降低汽车行驶过程中的振动和噪音，提高乘坐舒适性。
体育器材领域应用
聚丙烯腈(PAN)基碳纤维复合材料的制备工艺主要包括原丝制备、预氧化、碳化、石墨化等步骤，通过控制工艺参数可以得到不同性能的复合材料。
聚丙烯腈(PAN)基碳纤维复合材料在航空航天、汽车、体育器材、建筑等领域具有广泛的应用前景，如飞机结构件、汽车轻量化部件、高性能运动器材等。
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关于编制聚丙烯腈基碳纤维原丝项目可行性研究报告编制说明

聚丙烯腈基碳纤维原丝项目可行性研究报告编制单位：北京中投信德国际信息咨询有限公司编制时间：高级工程师：高建关于编制聚丙烯腈基碳纤维原丝项目可行性研究报告编制说明（模版型）【立项批地融资招商】核心提示：1、本报告为模板形式，客户下载后，可根据报告内容说明，自行修改，补充上自己项目的数据内容，即可完成属于自己，高水准的一份可研报告，从此写报告不在求人。

2、客户可联系我公司，协助编写完成可研报告，可行性研究报告大纲（具体可跟据客户要求进行调整）编制单位：北京中投信德国际信息咨询有限公司专业撰写节能评估报告资金申请报告项目建议书商业计划书可行性研究报告目录第一章总论 (1)1.1项目概要 (1)1.1.1项目名称 (1)1.1.2项目建设单位 (1)1.1.3项目建设性质 (1)1.1.4项目建设地点 (1)1.1.5项目主管部门 (1)1.1.6项目投资规模 (2)1.1.7项目建设规模 (2)1.1.8项目资金来源 (3)1.1.9项目建设期限 (3)1.2项目建设单位介绍 (3)1.3编制依据 (3)1.4编制原则 (4)1.5研究范围 (5)1.6主要经济技术指标 (5)1.7综合评价 (6)第二章项目背景及必要性可行性分析 (7)2.1项目提出背景 (7)2.2本次建设项目发起缘由 (7)2.3项目建设必要性分析 (7)2.3.1促进我国聚丙烯腈基碳纤维原丝产业快速发展的需要 (8)2.3.2加快当地高新技术产业发展的重要举措 (8)2.3.3满足我国的工业发展需求的需要 (8)2.3.4符合现行产业政策及清洁生产要求 (8)2.3.5提升企业竞争力水平，有助于企业长远战略发展的需要 (9)2.3.6增加就业带动相关产业链发展的需要 (9)2.3.7促进项目建设地经济发展进程的的需要 (10)2.4项目可行性分析 (10)2.4.1政策可行性 (10)2.4.2市场可行性 (10)2.4.3技术可行性 (11)2.4.4管理可行性 (11)2.4.5财务可行性 (12)2.5聚丙烯腈基碳纤维原丝项目发展概况 (12)2.5.1已进行的调查研究项目及其成果 (12)2.5.2试验试制工作情况 (13)2.5.3厂址初勘和初步测量工作情况 (13)2.5.4聚丙烯腈基碳纤维原丝项目建议书的编制、提出及审批过程 (13)2.6分析结论 (13)第三章行业市场分析 (15)3.1市场调查 (15)3.1.1拟建项目产出物用途调查 (15)3.1.2产品现有生产能力调查 (15)3.1.3产品产量及销售量调查 (16)3.1.4替代产品调查 (16)3.1.5产品价格调查 (16)3.1.6国外市场调查 (17)3.2市场预测 (17)3.2.1国内市场需求预测 (17)3.2.2产品出口或进口替代分析 (18)3.2.3价格预测 (18)3.3市场推销战略 (18)3.3.1推销方式 (19)3.3.2推销措施 (19)3.3.3促销价格制度 (19)3.3.4产品销售费用预测 (20)3.4产品方案和建设规模 (20)3.4.1产品方案 (20)3.4.2建设规模 (20)3.5产品销售收入预测 (21)3.6市场分析结论 (21)第四章项目建设条件 (22)4.1地理位置选择 (22)4.2区域投资环境 (23)4.2.1区域地理位置 (23)4.2.2区域概况 (23)4.2.3区域地理气候条件 (24)4.2.4区域交通运输条件 (24)4.2.5区域资源概况 (24)4.2.6区域经济建设 (25)4.3项目所在工业园区概况 (25)4.3.1基础设施建设 (25)4.3.2产业发展概况 (26)4.3.3园区发展方向 (27)4.4区域投资环境小结 (28)第五章总体建设方案 (29)5.1总图布置原则 (29)5.2土建方案 (29)5.2.1总体规划方案 (29)5.2.2土建工程方案 (30)5.3主要建设内容 (31)5.4工程管线布置方案 (32)5.4.1给排水 (32)5.4.2供电 (33)5.5道路设计 (35)5.6总图运输方案 (36)5.7土地利用情况 (36)5.7.1项目用地规划选址 (36)5.7.2用地规模及用地类型 (36)第六章产品方案 (38)6.1产品方案 (38)6.2产品性能优势 (38)6.3产品执行标准 (38)6.4产品生产规模确定 (38)6.5产品工艺流程 (39)6.5.1产品工艺方案选择 (39)6.5.2产品工艺流程 (39)6.6主要生产车间布置方案 (39)6.7总平面布置和运输 (40)6.7.1总平面布置原则 (40)6.7.2厂内外运输方案 (40)6.8仓储方案 (40)第七章原料供应及设备选型 (41)7.1主要原材料供应 (41)7.2主要设备选型 (41)7.2.1设备选型原则 (42)7.2.2主要设备明细 (43)第八章节约能源方案 (44)8.1本项目遵循的合理用能标准及节能设计规范 (44)8.2建设项目能源消耗种类和数量分析 (44)8.2.1能源消耗种类 (44)8.2.2能源消耗数量分析 (44)8.3项目所在地能源供应状况分析 (45)8.4主要能耗指标及分析 (45)8.4.1项目能耗分析 (45)8.4.2国家能耗指标 (46)8.5节能措施和节能效果分析 (46)8.5.1工业节能 (46)8.5.2电能计量及节能措施 (47)8.5.3节水措施 (47)8.5.4建筑节能 (48)8.5.5企业节能管理 (49)8.6结论 (49)第九章环境保护与消防措施 (50)9.1设计依据及原则 (50)9.1.1环境保护设计依据 (50)9.1.2设计原则 (50)9.2建设地环境条件 (51)9.3 项目建设和生产对环境的影响 (51)9.3.1 项目建设对环境的影响 (51)9.3.2 项目生产过程产生的污染物 (52)9.4 环境保护措施方案 (53)9.4.1 项目建设期环保措施 (53)9.4.2 项目运营期环保措施 (54)9.4.3环境管理与监测机构 (56)9.5绿化方案 (56)9.6消防措施 (56)9.6.1设计依据 (56)9.6.2防范措施 (57)9.6.3消防管理 (58)9.6.4消防设施及措施 (59)9.6.5消防措施的预期效果 (59)第十章劳动安全卫生 (60)10.1 编制依据 (60)10.2概况 (60)10.3 劳动安全 (60)10.3.1工程消防 (60)10.3.2防火防爆设计 (61)10.3.3电气安全与接地 (61)10.3.4设备防雷及接零保护 (61)10.3.5抗震设防措施 (62)10.4劳动卫生 (62)10.4.1工业卫生设施 (62)10.4.2防暑降温及冬季采暖 (63)10.4.3个人卫生 (63)10.4.4照明 (63)10.4.5噪声 (63)10.4.6防烫伤 (63)10.4.7个人防护 (64)10.4.8安全教育 (64)第十一章企业组织机构与劳动定员 (65)11.1组织机构 (65)11.2激励和约束机制 (65)11.3人力资源管理 (66)11.4劳动定员 (66)11.5福利待遇 (67)第十二章项目实施规划 (68)12.1建设工期的规划 (68)12.2 建设工期 (68)12.3实施进度安排 (68)第十三章投资估算与资金筹措 (69)13.1投资估算依据 (69)13.2建设投资估算 (69)13.3流动资金估算 (70)13.4资金筹措 (70)13.5项目投资总额 (70)13.6资金使用和管理 (73)第十四章财务及经济评价 (74)14.1总成本费用估算 (74)14.1.1基本数据的确立 (74)14.1.2产品成本 (75)14.1.3平均产品利润与销售税金 (76)14.2财务评价 (76)14.2.1项目投资回收期 (76)14.2.2项目投资利润率 (77)14.2.3不确定性分析 (77)14.3综合效益评价结论 (80)第十五章风险分析及规避 (82)15.1项目风险因素 (82)15.1.1不可抗力因素风险 (82)15.1.2技术风险 (82)15.1.3市场风险 (82)15.1.4资金管理风险 (83)15.2风险规避对策 (83)15.2.1不可抗力因素风险规避对策 (83)15.2.2技术风险规避对策 (83)15.2.3市场风险规避对策 (83)15.2.4资金管理风险规避对策 (84)第十六章招标方案 (85)16.1招标管理 (85)16.2招标依据 (85)16.3招标范围 (85)16.4招标方式 (86)16.5招标程序 (86)16.6评标程序 (87)16.7发放中标通知书 (87)16.8招投标书面情况报告备案 (87)16.9合同备案 (87)第十七章结论与建议 (89)17.1结论 (89)17.2建议 (89)附表 (90)附表1 销售收入预测表 (90)附表2 总成本表 (91)附表3 外购原材料表 (93)附表4 外购燃料及动力费表 (94)附表5 工资及福利表 (96)附表6 利润与利润分配表 (97)附表7 固定资产折旧费用表 (98)附表8 无形资产及递延资产摊销表 (99)附表9 流动资金估算表 (100)附表10 资产负债表 (102)附表11 资本金现金流量表 (103)附表12 财务计划现金流量表 (105)附表13 项目投资现金量表 (107)附表14 借款偿还计划表 (109) (113)第一章总论总论作为可行性研究报告的首章，要综合叙述研究报告中各章节的主要问题和研究结论，并对项目的可行与否提出最终建议，为可行性研究的审批提供方便。

浅谈聚丙烯腈纤维2讲课文档

由丙烯氨氧化法生产。丙烯在氨、空气与水的存在下，用钼酸铋与锑酸双氧
铀作催化剂，在沸腾床上于450℃，150kPa下反应，反应按下式进行：
第二单体-丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯和醋酸乙烯等，作用是降低大分子间作用力，改善纤维弹性（含量5 ％～10％）
第十六页，共36页。
聚丙烯腈纤维原料制备
第三单体-改进纤维的染色性及亲水性。一般选用可离子化的乙烯基单体，可分为两大类：一类是对阳离子染料有亲和力，含有羧基或磺酸基团的单体，如丙烯磺酸钠、甲基丙烯磺酸钠、衣康酸等；另一类是对酸性染料有亲和力，含有氨基、酰胺基、吡啶基等单体，如乙烯吡啶、2—甲基— 5—乙基吡啶、甲基丙烯酸二甲替氨基乙酯等。加入量约0.5％~3％。
腈纶对化学药品的稳定性良锦纶差，在热稀碱、冷浓碱溶液中会变黄，在热浓碱溶液中会立即被破坏。
第十四页，共36页。
聚丙烯腈纤维性质
例如，水解：
第十五页，共36页。
聚丙烯腈纤维原料制备
腈纶纤维的原料通常是共聚物。
主单体-丙烯腈（含量85%以上）。
➢ 原液混合：经脱单体后，原液在混合器内充分混合。 ➢ 由于聚合反应是连续进行的，需控制原野质量的波动。 ➢ 做原液“仓库”用。
➢ 原液脱泡和过滤
第二十三页，共36页。
聚丙烯腈纤维-纺丝成型
湿法纺丝原液的质量指标控制
第二十四页，共36页。
聚丙烯腈纤维-纺丝成型
2. 二步法制备纺丝原液 ➢工艺过程：溶剂选择、溶解、混合、脱泡、
➢后加工主要包括拉伸、水洗、干燥、卷曲、热定型、上油和打包等。
➢从工艺上又可分为先水洗后拉伸和先拉伸后水洗两种类型。
第三十一页，共36页。
第三十二页，共36页。

聚丙烯腈基碳纤维原丝

!
概述
碳纤维是高性能纤维。由于比重轻、强度
产，制成的碳纤维结构上缺陷少，强度和模量高。高性能碳纤维仍使用聚丙烯腈基原丝。纤维素纤维烧成碳纤维得率低，现已很少在工业上应用。仅在火箭烧蚀衬、电磁辐射屏蔽材料、电热纸、活性炭纤维、口服解酒药、创口愈合贴膏等方面有一定的用量。在纤维素纤维中仅工业粘胶长丝用作碳纤维原丝。沥青作为原料的优点是碳纤维得率高，稳定化过程的时间短。不过，制取中介相沥青的纯化技术还有待改进，因此十余年来发展滞后。沥青基碳纤维成本低，可以短切后制作增强塑料、摩擦材料及水泥增强纤维。本文集中讨论聚丙烯腈原丝的制作及其影响参数。
其他公司如日本东丽公司使用 &’ / -& 二元共聚物原丝，其相对含量有： &’ / -& 45 / !，44 / $， 44# * / "# * 等不同比例。国内的科研及生产单位大多使用 &’ / 个别单 .& ( 丙烯酸甲酯 ) / -& 三元共聚原丝，亦有使用聚酰亚位使用 &’ / -& 二元共聚物，胺共混体的。东丽公司在原丝纺丝时于含聚丙烯腈的二甲基亚砜 ( 9.:; ) 溶液中掺入共混组份如聚醋酸乙烯、醋酯纤维素、聚乙烯醇或聚乙烯醇缩醛等。以此原丝烧成碳纤维过程中能抑制石墨晶体的成长，以改善高模量碳纤维的压缩强度 0 * < 8 2 。实例：纺丝原液为含 1+ 醋酯纤维素 ( 醋酯化度 *7+ ) 和 $8+ 聚丙烯腈 ( -&$+ ， &’44+ ) 的 9.:; 溶液。减压脱泡 7 小时后，原液经孔干喷湿法径 !"# $"== 7 """ 孔喷丝帽挤出，纺丝。空气隙长 *==，于含 9.:; 7"+ 的水溶液中凝固成丝。水洗后，丝束经三段拉伸浴拉伸 7 倍，上硅油后在 $7" < $6"> 热辊上致密化，然后在蒸汽中位伸 1 倍。原丝单丝纤度丝束总纤度 7 7"" 分特。原丝束在 $# $ 分特， !1" < !5"> 空气中加热稳定化，制成比重在氮气中 $ 6""> 碳化，在 $# 76 的预氧化丝，制成纤维性能列于表 ! 8""> 氮气中石墨化。可见共混组份有改善高模量碳纤维的压缩 !。强度的作用。此外，调整原丝的化学组成，可以改善原丝的致密性，从而优化碳纤维的抗张模量和强度 0 6 2 。 !# ! 分子量和空间规整性湿法纺制原丝，其聚合物分子量控制在更高分子量的聚合物宜用干喷湿法 6 < $$万；纺丝。有的公司探索高分子量聚合物纺制高希望制取优质高性能碳纤强度 %&’ 原丝，维。工业上制取高分子量聚丙烯腈有一定困难。日本 ?@ABC 公司探索用水相悬浮聚合反应，选用油溶性引发剂和加入水溶性聚合物可以制得分子量 1" 万以上聚乙烯醇 ( %D& ) ，

聚丙烯腈基(PAN)碳纤维复合材料

聚丙烯腈基（PAN）碳纤维复合材料2010136103徐铭华摘要:对PAN基碳纤维的发展历程、现状以及以其为增强体的复合材料进行了综述，并对PAN基碳纤维增强复合材料在航天领域的主要使用情况进行了介绍，最后对我国高性能碳纤维复合材料的现状及发展重点进行了探讨。

关键词:PAN基碳纤维;复合材料;航天领域;使用Abstract:In this article, the development of PAN-based carbon fiber, its character and composites reinforced by it is overviewed. The main application of carbon fiber reinforced composites on aerospace is also introduced here .Finally, the status and future development of PAN-based carbon fiber is discussed.Key words: PAN-based carbon fiber; composites; aerospace; application1.前言随着科技的发展和进步以及各国对空间光学遥感器的进一步需求，空间遥感器必然向高分辨率、长焦距、大口径、大视场、大体积而质量更轻的方向发展[1]，然而，发展质量更轻的空间光学遥感器，必须采用性能优异的轻质结构材料，碳纤维复合材料(CFRP)的使用是实现这一要求的最好途径之一。

CFRP是以树脂为基体，碳纤维为增强体的复合材料[2]碳纤维具有碳材料的固有本征特性，又有纺织纤维的柔软可加土性，是新一代军民两用的增强纤维。

它优异的综合性能是任何单一材料无法和其比拟的，现在己经成为先进复合材料的主要增强纤维之一。

CFRP是20世纪60年代中期崛起的一种新型结构材料，一经问世就显示了强大的生命力[3,4]。

聚丙烯腈基碳纤维原丝的工艺研究

批号 NaSCN 原丝 DMSO 原丝
5- 3 21319 21492
表 2 DMSO 和 NaSCN 两种原丝碳纤维强度比较
5- 6 21246 21443
5- 7 21159 21621
5- 8 21366 21589
5- 9 21246 21492
5 - 10 21280 21682
5 - 12 21493 21462
一
二
三
凝固丝比重
25
-
-
22
25
-
22
25
40
11172 7 11186 1
总拉伸倍数纤维强度/ cN·dtex - 1
615 710～716 812～818
311～315 毛丝多 315～410 毛丝多 410～414 毛丝少
·4 ·
金山油化纤 2001
第 4 期金山油化纤
·3 ·
酸乙烯等。根据国内具体条件我们选用了 IA 和 MA 作为共聚单体进行了试验研究。
IA 含有羧基 ,由于羧基具有电负性能够促使相邻氰基上的碳原子进行环化反应 ,因而可使预氧化时间成倍降低 ,而 MA 主要是可以改善纺丝性能。二元、三元不同共聚组成原丝的差热分析如表 3 所示。
( GPa) 平均 21301 21541
3 原丝化学组成的选择
PAN 受热发生环化等反应速度很慢 ,一般至少需 10 h 以上。在 PAN 中加入第二、三组分除可
改善纺丝性能外 ,还用以提高预氧化速度。据文献报导 :可供用作共聚的单体有 IA 、甲基丙烯酸 (MAA) 、丙烯酸甲酯 ( MA) 、甲基丙烯酸甲酯 (MMA) 、丙烯酰胺、甲基乙烯酮、羟基丙烯腈、醋

碳纤维用聚丙烯腈基原丝的研究进展

碳纤维用聚丙烯腈基原丝的研究进展碳纤维根据原丝类型可分为：聚丙烯腈（PAN）基碳纤维、黏胶基碳纤维、沥青基碳纤维、酚醛基碳纤维，其中聚丙烯腈基碳纤维由于其优越的性能，受到最广泛的应用。

聚丙烯腈（PAN）原丝质量决定着碳纤维最终性能，目前是制约我国碳纤维工业发展的重要因素。

本文详细介绍了国内外PAN原丝的发展现状，对目前国内外纺丝工艺所用纺丝方法和溶剂等发展状况进行了系统的阐述。

标签：碳纤维；聚丙烯腈基原丝；研究进展1 前言PAN碳纤维具有高强度、高模量、耐高温、耐腐蚀、抗疲劳、热膨胀系数小等优异性能，可与树脂、金属、陶瓷、碳复合而成增强复合材料，被广泛应用于航天航空工业领域和民用领域，如卫星、运载火箭、飞机等尖端领域，及体育器材、建筑材料、医疗器械、运输车辆、机械工业等。

高性能碳纤维的生产需要高性能的原丝，因此原丝的生产技术是碳纤维生产的关键技术。

要进一步提高碳纤维的性能，必须进一步提高原丝的质量。

2 国内外PAN原丝的发展状况2.1 PAN纺丝液的制备目前，国内外普遍采用DMSO法丙烯腈间歇溶液聚合，这种方式虽然获得的纺丝液质量较好，但是其聚合的主反应过程并不稳定，放热集中，黏度变化大，同时，间歇聚合采用分批次进、出料，而不同批次的物料使得聚合液的黏度和分子量存在差异，影响聚合液的均一性和稳定性。

溶液聚合投料的浓度较低，需要大量溶剂，并且纺丝效率低，溶剂回收过程能耗大，成本高。

而本体聚合不需要溶剂，大大提高了生产效率，降低生产成本，且聚合工艺过程简单、设备简单，虽然存在反应体系黏度大、聚合反应热不易导出，影响PAN分子量分布的缺点，但在未来可能会成为PAN聚合的发展方向。

2.2 PAN原丝的制备及预氧化目前，国内外生产用于碳纤维的PAN原丝主要采用湿法纺丝工艺，并且大多公司采用有机溶剂，以DMSO为溶剂生产的原丝产量最大。

比如：日本东丽采用DMSO，日本三菱和中国台湾台塑采用二甲基甲酰胺。

也有不少公司使用无机溶剂，比如：日本杜邦公司采用ZnCl2水溶液，吉林化工公司采用HNO3。

聚丙烯腈(PAN)基碳纤维原丝油剂制备方法探究

学术论坛/ A c a d e m i c F o r u m聚丙烯腈（P A N)基碳纤维原丝油剂制备方法探究辛丙靖1,李鹏2(1.吉林化工学院资源与环境工程学院，吉林吉林132000;2.北华大学理学院，吉林吉林132013)摘要：聚丙烯腈（PA N)基碳纤维原丝油剂的研制是碳纤维材料研究的关键内容之一。

为了提高材料的性能，减少断丝、枯结等现象，采取对二甲基娃氧烷进行改性的方法制备油剂。

含破油剂的改性主要从3个方面入手,包括：氨基改性硅油、聚醚改性硅油和环氧改性硅油。

文章主要对这三类改性硅油的制备方法进行介绍。

关键词：碳纤维；氨基改性硅油；聚醚改性硅油；环氧改性硅油碳纤维材料作为21世纪最有价值的新型材料，不仅可以使产品的结构变得更为牢固，还能大幅度降低产品的质量，使产品更为轻巧。

因此在高端科技产品、航天、火箭等领域更加离不开碳纤维材料的支持。

在整个碳纤维的生产工艺中，最重要的一点就是如何选择聚丙烯腈（P A N)基碳纤维的助剂。

P A N基碳纤维原丝油剂是特殊的表面活性剂和硅油组成的。

原丝油剂可以减小碳纤维原丝的表面阻力，使原丝更顺滑，以达到生产出高强度，耐热好、集束性优，无毒无味、质地好的碳纤维材料。

因此碳纤维原丝油剂的研制是碳纤维材料研究的关键内容之一。

在碳纤维原丝油剂研究方面，目前研究最为成熟的主要是日本东丽及三菱公司。

早期的P A N原丝油剂主要采用不含硅油的化合物及其衍生物，常出现断丝、粘结的现象。

目前P A N原丝油剂多采用有机硅化合物和其他助剂进行复配的工艺。

例如东丽公司利用氨基改性硅油、聚醚改性硅油、环氧改性硅油及其他表面活性剂等组分，同时加入一些精细粒子来增加单丝的润滑性，提高油剂耐热性和分纤性能，进而提高产品性能。

像东丽公司这样在二甲基硅氧烷分子链上接上氨基、聚醚链、环氧基从而制成功能基改性的二甲基硅氧烷的研究较多。

本文主要从几类改性硅油的制备方法进行系统介绍。

1PAN基碳纤维原丝对油剂的要求油剂应用在P A N基碳纤维原丝的预氧化和低温碳化的过程中，起到防止粘连、顺滑和保护碳化时副产物对单丝的损害等作用。

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第三节主要技术经济指标表第四节存在问题及建议第三章聚丙烯腈基碳纤维原丝项目投资环境分析第一节社会宏观环境分析第二节聚丙烯腈基碳纤维原丝项目相关政策分析
一、国家政策二、聚丙烯腈基碳纤维原丝行业准入政策三、聚丙烯腈基碳纤维原丝行业技术政策第三节地方政策
第二节重点区域企业特点分析一、华北区域二、东北区域三、西北区域四、华东区域五、华南区域六、西南区域七、华中区域
第三节企业竞争策略分析一、产品竞争策略二、价格竞争策略三、渠道竞争策略四、销售竞争策略五、服务竞争策略六、品牌竞争策略
第六章聚丙烯腈基碳纤维原丝行业财务指标分析参考第一节聚丙烯腈基碳纤维原丝行业产销状况分析第二节聚丙烯腈基碳纤维原丝行业资产负债状况分析第三节聚丙烯腈基碳纤维原丝行业资产运营状况分析第四节聚丙烯腈基碳纤维原丝行业获利能力分析第五节聚丙烯腈基碳纤维原丝行业成本费用分析
三、社会经济条件
四、其它应考虑的因素
第三节厂址选择一、厂址多方案比较
二、厂址推荐方案
第九章聚丙烯腈基碳纤维原丝项目应用技术方案
第一节聚丙烯腈基碳纤维原丝项目组成
第二节生产技术方案
一、产品标准二、生产方法
三、技术参数和工艺流程
四、主要工艺设备选择五、主要原材料、燃料、动力消耗指标
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聚丙烯腈基碳纤维原丝项目可行性研究报告
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第二节聚丙烯腈基碳纤维原丝项目可行性研究结论一、市场预测和项目规模二、原材料、燃料和动力供应三、选址四、聚丙烯腈基碳纤维原丝项目工程技术方案五、环境保护六、工厂组织及劳动定员七、聚丙烯腈基碳纤维原丝项目建设进度八、投资估算和资金筹措九、聚丙烯腈基碳纤维原丝项目财务和经济评论十、聚丙烯腈基碳纤维原丝项目综合评价结论
【报告说明】可行性研究报告，简称可研，是在制订生产、基建、科研计划的前期，通
过全面的调查研究，分析论证某个建设或改造工程、某种科学研究、某项商务活动切实可行而提出的一种书面材料。
可行性研究报告是确定建设项目前具有决定性意义的工作，是在投资决策之前，对拟建项目进行全面技术经济分析论证的科学方法，在投资管理中，可行性研究是指对拟建项目有关的自然、社会、经济、技术等进行调研、分析比较以及预测建成后的社会经济效益。
第二节聚丙烯腈基碳纤维原丝项目主要污染源和污染物一、主要污染源二、主要污染物
第三节聚丙烯腈基碳纤维原丝项目拟采用的环境保护标准第四节治理环境的方案
一、聚丙烯腈基碳纤维原丝项目对周围地区的地质、水文、气象可能产生的影响
二、聚丙烯腈基碳纤维原丝项目对周围地区自然资源可能产生的影响三、聚丙烯腈基碳纤维原丝项目对周围自然保护区、风景游览区等可能产生的影响四、各种污染物最终排放的治理措施和综合利用方案五、绿化措施，包括防护地带的防护林和建设区域的绿化第五节环境监测制度的建议第六节环境保护投资估算第七节环境影响评论结论第八节劳动保护与安全卫生一、生产过程中职业危害因素的分析二、职业安全卫生主要设施三、劳动安全与职业卫生机构四、消防措施和设施方案建议第十一章企业组织和劳动定员第一节企业组织一、企业组织形式二、企业工作制度第二节劳动定员和人员培训一、劳动定员二、年总工资和职工年平均工资估算
可行性研究报告大纲（具体可根据客户要求进行调整）
第一章研究概述第一节研究背景与目标第二节研究的内容第三节研究方法第四节数据来源第五节研究结论一、市场规模二、竞争态势三、行业投资的热点四、行业项目投资的经济性
第二章聚丙烯腈基碳纤维原丝项目总论第一节聚丙烯腈基碳纤维原丝项目背景一、聚丙烯腈基碳纤维原丝项目名称二、聚丙烯腈基碳纤维原丝项目承办单位三、聚丙烯腈基碳纤维原丝项目主管部门四、聚丙烯腈基碳纤维原丝项目拟建地区、地点五、承担可行性研究工作的单位和法人代表六、研究工作依据七、研究工作概况
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第七章聚丙烯腈基碳纤维原丝行业市场分析与建设规模第一节市场调查一、拟建聚丙烯腈基碳纤维原丝项目产出物用途调查二、产品现有生产能力调查三、产品产量及销售量调查四、替代产品调查五、产品价格调查六、国外市场调查第二节聚丙烯腈基碳纤维原丝行业市场预测一、国内市场需求预测二、产品出口或进口替代分析三、价格预测第三节聚丙烯腈基碳纤维原丝行业市场推销战略一、推销方式二、推销措施三、促销价格制度四、产品销售费用预测
第三节总平面布置和运输
一、总平面布置原则
二、厂内外运输方案
三、仓储方案四、占地面积及分析
第四节土建工程一、主要建、构筑物的建筑特征与结构设计二、特殊基础工程的设计三、建筑材料四、土建工程造价估算
第五节其他工程一、给排水工程二、动力及公用工程三、地震设防四、生活福利设施
第十章聚丙烯腈基碳纤维原丝项目环境保护与劳动安全第一节建设地区的环境现状一、聚丙烯腈基碳纤维原丝项目的地理位置二、地形、地貌、土壤、地质、水文、气象三、矿藏、森林、草原、水产和野生动物、植物、农作物四、自然保护区、风景游览区、名胜古迹、以及重要政治文化设施五、现有工矿企业分布情况六、生活居住区分布情况和人口密度、健康状况、地方病等情况七、大气、地下水、地面水的环境质量状况八、交通运输情况九、其他社会经济活动污染、破坏现状资料十、环保、消防、职业安全卫生和节能
第四节聚丙烯腈基碳纤维原丝项目产品方案和建设规模一、产品方案二、建设规模
第五节聚丙烯腈基碳纤维原丝项目产品销售收入预测
第八章聚丙烯腈基碳纤维原丝项目建设条件与选址方案
第一节资源和原材料
一、资源评述
二、原材料及主要辅助材料供应
三、需要作生产试验的原料
第二节建设地区的选择
一、自然条件
二、基础设施