宁波材料所牵头制定 碳纤维行业两项国家行业标准正式实施

由中科院宁波材料所特种纤维事业部牵头起草的《聚丙烯腈基碳纤维原丝含油率试验方法》(下称“含油率标准”FZ/T 50043-2018)和《碳纤维灰分含量试验方法》(下称“灰分标准”GB/T26752-2011)两项国家行业标准由国家工业和信息化部发布,两项标准均于2019年4月1日正式实施。

含油率标准由中科院宁波材料所、吉林化纤集团有限责任公司、上海市纺织工业技术监督所、纺织化纤产品开发中心、上海纺织集团检测标准有限公司共同完成,该标准规定了聚丙烯腈基碳纤维原丝含油率的试验方法,适用于聚丙烯腈基碳纤维原丝,其他纤维可参照执行。

灰分标准由中科院宁波材料所、上海市纺织工业技术监督所、上海纺织集团检测标准有限公司、纺织化纤产品开发中心共同完成,该标准规定了碳纤维灰分含量的试验方法,适用于碳纤维的短纤维、束丝,碳纤维毡等可参照使用。

含油率标准和灰分标准两项国家行业标准的制定和发布是对国内碳纤维企业产品检测体系的完善与规范,而这两项国家行业标准的推广使用,也将进一步提高国内碳纤维企业的产品质量控制水平。

目前,中科院宁波材料所在碳纤维技术标准化工作方面业已形成碳纤维产业标准的检测方法体系和开发认证认可所需的关键技术,并建立了碳纤维检测示范平台。该平台已制定及参与制定国家标准、国家行业标准12项,其中8项标准已发布,另4项标准获批立项,而且在12项标准中,中科院宁波材料所作为牵头单位8项。

中科院宁波材料所在碳纤维领域系列标准的制定和研发工作促进了碳纤维行业尽快建立统一、客观的评测体系,有助于碳纤维行业步入全面产业化,推动国内碳纤维战略性产业的健康发展。

油剂具有有调节纤维的摩擦特性,防止或消除静电,赋予纤维平滑、集束、抗静电的特性,使纤维能顺利通过纺丝、拉伸、织造等过程。因此,原丝制备过程中应严格控制原丝的含油率。含油率过低,在纤维表面不能形成油膜;而含油率过高,在致密化过程中,多余的油剂易发生热融,出现并丝或粘辊现象,导致毛丝或断丝。同时,碳化过程中油剂挥发或热解也会导致预氧化过程的污染。虽然油剂是高质量原丝和高性能碳纤维生产过程中重要的辅剂,但合适的油剂和合理的含油率是预防纤维表面缺陷的有效手段。因此,快速、准确地测试出含油率,及时把数据反馈给生产,更好地控制原丝的上油量,就显得尤为重要。

PAN原丝灰分及碳纤维灰分主要由C、O及Si三种元素组成,并且Si元素为灰分的主体成分;原丝灰分与碳纤维灰分之间存在线性关系;油剂种类及上油率是影响原丝及碳纤维灰分含量的主要因素;油剂中硅含量高,上油率高均会导致原丝及碳纤维灰分的大幅提高。