技术前沿·德国纺织和纤维研究所 (DITF) ：开发节能环保的木质素基碳纤维生产新工艺
本文摘要：（由ai生成）德国纺织和纤维研究所（DITF）开发了一种环保、节能的碳纤维新工艺，使用木质素作为前驱体替代聚丙烯腈（PAN），降低能耗约50%，且原料成本低廉。新工艺生产的碳纤维性能与商用产品相当，适用于建筑和汽车行业，有助于降低成本。近日，DITF（德国纺织和纤维研究所）开发了一种新的、既环保又节约成本的木质素碳纤维生产工艺。其特点是节能潜力高。避免溶剂和使用天然原材料使该工艺具有环境友好性。新的原材料取代了现有的工艺碳纤维通常以工业规模由聚丙烯腈（PAN）生产。为了纤维的稳定以及碳化过程，纤维需要在高温炉中停留相对长的时间。这会消耗大量能量，并增加纤维的成本。此外，制造中产生的有毒副产品还必须在成本高、能源密集的过程中分离出来。DITF开发的一种新工艺能够在所有上述工艺步骤中实现高节能。首先，用木质素代替聚丙烯腈生产前驱体纤维，然后在第二个工艺步骤中将其转化为碳纤维。木质素作为生产碳纤维的原料，迄今为止在工业生产中很少受到关注。它是一种平价的原材料，可大量使用，是造纸过程中产生的废料。碳纤维的新途径生产木质素纤维的新工艺基于木质素的水溶液。为此，木材被分为木质素和纤维素。亚硫酸盐消化过程可以生产溶于水的木质素磺酸盐。纺丝过程本身在所谓的干法纺丝过程中进行。在此过程中，挤出机通过喷嘴将纺丝物料压入加热的纺丝轴。得到的连续纤维在纺丝轴中快速而均匀地干燥。从水溶液中纺制的木质素纤维——这是一种全新的环保方法，因为该过程完全不需要使用溶剂或有毒添加剂。木质素碳纤维——经济生产的新工艺（@DITF）碳纤维生产的以下步骤，即热空气中的稳定化和随后在高温炉中的碳化，与PAN用作前驱体纤维时的常规工艺类似。然而，木质素纤维在这里也显示出它们的优势，因为它们可以在热风炉中 特别快速地稳定，并且在碳化过程中只需要相对较低的温度。与PAN相比，这些工艺步骤中的能量节省约为50%，并具备了真正的竞争优势。水纺木质素纤维具有技术优势在生产木质素纤维的新工艺中，木材首先被分离成木质素和纤维素。亚硫酸盐消化过程可以生产溶于水的木质素磺酸盐。木质素的水溶液是纺丝纤维的起始材料。干法纺丝工艺允许高纺丝速度。因此，与PAN纤维相比，可以在更短的时间内生产更多的材料。这是另一个竞争优势，但它不允许对木质素前体纤维的质量做出任何妥协：事实上，这些纤维非常均匀，表面光滑，无粘连。这种结构特征有助于进一步加工成碳纤维，并最终加工成纤维复合材料。总之，在新的纺丝工艺中获得的前驱体木质素纤维在成本效率和环境兼容性方面显示出优于PAN的明显优势。另一方面，用它们生产的碳纤维的机械性能几乎相当——它们的强度、耐用性和重量与商用产品相同。由水纺木质素纤维制成的碳纤维可能特别吸引建筑和汽车行业应用的兴趣，这些行业尤其关注生产过程中的成本降低。编译：赛奥碳纤维来源：JEC特别声明:公 众号部分文章和图片来源于网络，发布的目的在于传递更多信息及分享，并不代表本公 众号赞同其观点和对其真实性负责，也不构成任何其他建议。版权归原作者所有，任何组织或个人对文章版权或内容的准确性存在疑议，请第一时间联系我们，我们会及时修改或删除。广告免责声明:为了公 众号稳定发展，本公众 号会不定时承接行业广告、产品推广、会议培训推广等广告展示方式有文章前/中/后以图片形式展示、软文展示、产品链接展示等。本公 众号只提供发布平台，对广告内容的真实性或有效性不做评价，请自行判别。所有广告内容及相关事项与本公 众号无关，特此声明。来源：碳纤维生产技术
