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产业用纺织品之碳纤维

发布时间:2023-12-11 发布者:admin 来源:行业动态 点击次数:870


1689339379230491.png产业用纺织品

在2022年4月21日,两部委联合印发《关于产业用纺织品行业高质量发展的指导意见》,其中提到了“开展非织造布纺丝、成网、成型基础研究”。非织造布的材料结构不同于传统纺织品,如我们常见的婴儿尿布、口罩多应用了非织造材料。非织造工业则是纺织行业中的“新兴产业”。

原料纤维的选择、成网、加固等因素都可能影响非织造材料的质量。而碳纤维软毡的生产要将原丝按非织造工艺制成白毡,再进行碳化、石墨化。可以说,非织造也是生产碳毡、石墨毡的重要工序。

指导意见还提到“突破碳纤维增强复合材料、热塑性复合材料高效低成本生产技术”。碳纤维增强复合材料是以碳纤维或碳纤维织物为增强体,以树脂、陶瓷等为基体的复合材料。而生产石墨硬质复合毡即是用碳纤维软毡为增强体,树脂为基体,再热压固化、碳化、石墨化。

那产业用纺织品中的碳纤维有什么独特之处呢?

举个例子,我们知道,传统风筝多以木、竹、纸、丝绢等材料制作,现代风筝则常用无纺布、尼龙绸。这些材料的一个共同点是它们都很轻,并且其中丝绢、无纺布、尼龙绸都属于纺织品。既然风筝这种飞行器用上了纺织品,那么飞机制造同样出于减重的考虑,可以尝试纺织品。

事实上,我国将产业用纺织品分为16大类,其中第11类“结构增强用纺织品”就包括增强航空、航天部件预制件用纺织材料;第15类“交通工具用纺织品”类别也涵盖用于飞机等交通工具的纺织品。

我们知道,碳纤维布、碳纤维网胎等制成的预制件可进一步致密化,加工成碳/碳复合材料,用于航空/航天部件。因此碳纤维在产业用纺织品上述两大类别中占有一席之地。


1689339379230491.png纺织品中的多边形战士

质量轻的纺织品种类很多,为什么飞机制造要选碳纤维呢?因为飞机对材料的要求远不止于轻,它需要碳纤维这样的多边形战士。

纪录片《栋梁之材》用16个字概括了碳纤维的特点:细如发丝,轻如鸿毛,强如钢铁,贵如黄金。

细——碳纤维能达到一根头发丝的十到十二分之一粗细;


轻——用碳纤维树脂基复合材料来代替铝合金可以轻松实现减重30%以上;


强——一束筷子粗细的碳纤维可以拉动两架C919;


贵——2022年全球航空航天军工领域应用的碳纤维均价达79美元/公斤。


光是“细”这一特点就可以让其以不同形态灵活地存在于机织物、非织造布等形式的纺织品中,并进一步与其他材料组合、复合;“轻”可以帮助航空航天器节省燃料;“强”能够使高速运动的飞行器更稳定;而“贵”这一特点,暗示了碳纤维技术含量高,以及高端产品的供应较为紧张。


以上还仅仅是碳纤维的部分优势,它还具有耐高温、耐腐蚀、抗摩擦等性能。


1689339379230491.png纺织为碳纤维行业发展提供营养

“青出于蓝而胜于蓝”这句话,用来表达“纺织成就了碳纤维,而碳纤维又不止于纺织” 似乎也是合适的。

国内外的一些头部碳纤维企业在其发展历程中具有纺织相关的重要事迹,这更证明了纺织能为碳纤维行业的发展提供营养。

碳纤维产业,往上游是原丝及纺织工业,往下游是与多种其他材料的复合。我们面对的,是交叉的学科、广阔的应用领域。

钻之弥深,在纺织方面,米格新材配备有多台套编织、针刺设备,并且基于自主研发的纤维织物成型技术,通过刺针选型及排布、原材料卷曲度及短切长度工艺控制、孔隙流道设计等,能够实现产品层间结合力提升,提高产品一致性,保证后续产品质量。我们的研发团队也在继续发力进一步提高软毡的均一性。