原创 钱 鑫 博士 碳纤维及其复合材料技术 2024-01-12 07:30 发表于浙江 

刚刚步入2024年,日本东丽官方网站再度宣布重磅信息称,已经成功开发出拉伸强度5.0GPa、拉伸模量437GPa的M46X型碳纤维,与东丽公司2018年11月推出的M40X型碳纤维一样,该款纤维同时保持了高拉伸强度和高拉伸模量,也是该公司第三代碳纤维的最新款产品。但与之相比,在2022年上半年,中国科学院宁波材料所碳纤维及其复合材料团队(以下简称:宁波材料所碳纤维团队)便已经制备得到了拉伸强度5.0GPa、拉伸模量540GPa的国产M55X型碳纤维(阅读原文)

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对于日本东丽传统的MJ系列高模量碳纤维,在拉伸强度上虽然比该公司第一代M系列有所提升,但是拉伸强度和拉伸模量始终无法兼具,成为制约该类产品应用的痛点,因此,在碳纤维保持拉伸模量超过350GPa时,传统MJ系列产品最高的拉伸强度为M40J的4.4GPa

但这种情况在2018年发生了转变,日本东丽公司通过纤维内部石墨微晶结构的纳米级控制制备得到了超高取向的高模量碳纤维,因而推出的M40X型碳纤维拉伸模量377GPa与M40J拉伸模量相同,但是拉伸强度却由M40J的4.4GPa提高到5.7GPa(下表中M40X强度有所下调)。

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在本公众号前期文章《全面盘点2023年度国内外高性能碳纤维及复合材料领域的八大“重磅”事件》介绍了日本东丽碳纤维三代产品的发展历程(阅读原文),毋庸置疑此次新推出的M46X型碳纤维是该公司第三代碳纤维最新产品。

与去年10月29日,东丽公司宣布已经开发出史上最高强度T1200超高强度碳纤维(拉伸强度8.0GPa、拉伸模量315GPa、断裂伸长率2.5%)相比,这次包括小编在内的不少人似乎已经波澜不惊,最主要的原因是早在2022年4月,宁波材料所碳纤维团队便已经成功研发出性能更优的,拉伸强度5.0GPa、拉伸模量540GPa的国产M55X型碳纤维,与此次日本东丽M46X相比,宁波材料所碳纤维团队研发M55X拉伸强度同样为5.0GPa,但是拉伸模量比东丽M40X高出100GPa,并申请了专利技术一种高强高模高延伸碳纤维及其制备方法(专利申请号CN202210403315.5

在兼具高强度、高模量、高断裂延伸的新一代碳纤维领域,宁波材料所碳纤维团队于2015年便开始布局研发工作。2017年在承担相关项目基础上,加快了新型高强高模碳纤维的批量制备工作,2019年7月实现拉伸强度5700-5900MPa、拉伸模量320-340GPa规格M30X型超高强高模碳纤维的批量稳定制备,在线抽样检测纤维强度6023GPa、模量321GPa。


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团队M30X型超高强高模碳纤维检测报告

2019年10月团队实现拉伸强度5500-5700MPa,拉伸模量360-380GPa规格M40X型新型高强高模碳纤维的批量稳定制备,在线抽样检测纤维强度5625GPa、模量377GPa,关于更多产品特性可延伸阅读《宁波材料所国产高性能碳纤维技术现状与主要产品》(阅读原文)在2022年公布的一项专利技术中,团队已经成功制备得到拉伸强度≥5.0GPa、拉伸模量≥540GPa的M55X型高强高模高延伸碳纤维(专利申请号CN202210403315.5

目前在第三代高模量碳纤维领域,宁波材料所碳纤维团队已经形成涵盖M30X、M40X、M50X以及M55X型碳纤维关键制备技术,而在2023年7月最新申请的一项专利技术(一种高强度超高模量的聚丙烯腈基碳纤维及其制备方法,申请号:202310880791.0)中已经可以制备得到拉伸强度4.0GPa、拉伸模量640GPa的未命名型号的超高模量碳纤维

碳纤维及其复合材料技术介绍中国科学院宁波材料所碳纤维及其复合材料团队(原中国科学院宁波材料所特种纤维事业部)最新进展,盘点碳纤维及复合材料领域的关键技术与应用技术,分享国内外碳纤维及复合材料领域的最新资讯1937篇原创内容公众号

钱 鑫 博士

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