前沿技术·在前驱体PAN中添加葡糖二酸和粘酸可将转化为碳纤维的能量需求降低五倍
在前驱体PAN 材料中添加化学添加剂葡糖二酸和粘酸可将转化为碳纤维的能量需求降低五倍。研究人员致力于更有效地制造碳纤维在一项新研究中，北卡罗来纳 (NC) 州立大学（美国北卡罗来纳州罗利市）的研究人员发现了一种方法，可以提高碳纤维制造过程中部分工序的能效。在这项研究中，研究人员报告了一项实验的结果，他们将在某些水果中发现的两种生物衍生化学物质添加到碳纤维的前驱体材料中。他们发现，加入这两种化学物质后，开始制造碳纤维的化学转化过程所需的能源更少。这些化学物质是称为葡糖二酸和粘酸的糖酸。“随着人们对碳纤维的需求不断增加，当谈到低成本纤维时，主要应用之一是用作车辆的结构材料，”研究人员 说。 “在这项研究中，我们发现通过将这两种化学品添加到前驱体材料中，我们可以潜在地减少完成碳纤维制造过程的一个阶段所需的能量，并有助于降低一些成本。”在使用实验室化学品之前，研究人员求助于计算机建模来预览当他们将这两种化合物添加到前驱体材料中时会产生的结果。他们对这些化学品的兴趣最初是在其中一种化学品葡糖二酸被美国能源部 (DOE) 列为具有工业意义的化学品之后引起的。“我们有兴趣了解这些化学物质如何与前驱体材料相互作用，因此使用计算机模型和模拟，我们甚至能够在开始实验室工作之前查看它们的相互作用参数，”该研究的合著者补充道。“我们能够放慢速度并归零以查看原子级细节，而我们在实验室里对这些细节一无所知。”从那里开始，他们通过实验测试制造前驱体材料——聚丙烯腈 (PAN)。首先，生产出一种具有与蜂蜜相似稠度的凝胶状材料，然后通过一根细针将其推入非常细的细丝中。接下来，将 PAN 单丝加热到非常高的温度，最终转化为构成碳纤维基础的结构。据报道，添加化学添加剂将开始从 PAN 制造碳结构的化学过程所需的能量降低了五倍。研究人员表示，这还可以通过加快反应速度来降低 制造过程中该步骤的总体成本。该研究的主要作者说：“这些是具有官能团的小分子，它们能够比纤维中没有它更有效地启动反应。”接下来，研究人员计划研究其他添加剂，并可能使用计算机模型来预测哪些添加剂可能会获得最大的收益。“我们有兴趣研究可以添加到 PAN 纤维中并影响其转化为碳纤维的有用性的其他天然产品，”研究人员补充道。来源：CompositesWorld、编译整理：赛奥碳纤维特别声明: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
