Aby w pełni wykorzystać zalety instytutów badawczych i przedsiębiorstw naukowych, ustanowić łańcuch wartości innowacji i zwiększyć niezależną zdolność innowacji oraz konkurencyjność przedsiębiorstw, po wielu komunikatach i wymianach na wczesnym etapie, 1 czerwca Instytut Materiałów Chińskiej Akademii Nauk (IMS) w Ningbo w Chinach oraz Shandong Kaitai Petrochemicals Company Limited (zwana dalej Kaitai Petrochemicals) podpisały umowę o współpracy w celu wspólnego utworzenia „Centrum Technologii Inżynierii Włókien Węglowych opartego na PAN”. (zwane dalej „Kaitai Petrochemical”) podpisały umowę o współpracy w celu wspólnego utworzenia „Centrum Inżynierii i Technologii Włókien Węglowych opartego na PAN”, które jest poświęcone innowacjom i rozwojowi technologii włókien węglowych na bazie suchego poliakrylonitrylu (PAN).
Obecnie powszechne metody przędzenia włókien o wysokiej wydajności dzielą się głównie na dwie kategorie: przędzenie z topnienia i przędzenie z roztworu, z których przędzenie z roztworu można podzielić na przędzenie z roztworu na sucho (metoda sucha) i przędzenie z roztworu na mokro (w tym przędzenie na mokro i przędzenie na sucho natryskowo na mokro). Przędzenie na sucho to płyn przędzalniczy PAN przechodzący przez pompę dozującą i wytłaczanie natryskowe dyszy przędzalniczej do strumienia gazu cylindra przędzalniczego (suchy cylinder), ulatnianie się rozpuszczalnika i zestalanie do postaci włókna.
Schematyczny diagram przędzenia na sucho
Tradycyjnie, suchy sprzęt przędzalniczy i parametry procesu są stosunkowo złożone, podczas gdy prędkość przędzenia jest duża, a mnożnik ciągnienia jest wysoki, co utrudnia przędzenie włókien PAN odpowiednich do włókien węglowych. Mając na celu rozwiązanie odpowiednich trudności technicznych, Kaitai Petrochemical Company przeprowadziła wiele prac badawczych, przełamała wąskie gardło technologii produkcji suchych włókien PAN dla wysokowydajnych włókien węglowych, opracowała szereg różnych specyfikacji dla produkcji włókien węglowych z suchych włókien PAN i poprzez proces wstępnego utleniania, karbonizacji, aby uzyskać przygotowanie o doskonałej wydajności suchego włókna węglowego na bazie PAN.
Zgodnie z celami i zadaniami „PAN-based Carbon Fiber Engineering and Technology Center” wspólnie ustanowionego przez obie strony, zespół ds. włókien węglowych i materiałów kompozytowych NAMI wykorzysta swoją platformę pilotażową z włókna węglowego do przeprowadzenia kompleksowej oceny wydajności suchych włókien PAN produkowanych przez Kaitai Petrochemicals, skupiając się na strukturze fizykochemicznej suchych włókien PAN, ewolucji struktury w procesie utleniającej karbonizacji, a także suchych włókien węglowych na bazie PAN. Koncentruje się na strukturze fizykochemicznej suchych włókien PAN, ewolucji strukturalnej podczas tlenowej karbonizacji i procesie formowania suchych włókien węglowych na bazie PAN itp. Jednocześnie zapewnia techniczne wskazówki i rozwiązania optymalizacyjne dla zakładu produkującego suche włókna PAN w Kaitai Petrochemical.
W porównaniu z tradycyjnym procesem mokrym, suche włókno węglowe ma unikalną strukturę przekroju poprzecznego (powyższy rysunek przedstawia kształt przekroju poprzecznego suchego włókna węglowego wyprodukowanego na platformie włókien węglowych Instytutu Materiałów w Ningbo, przy użyciu suchego włókna PAN firmy Kaitai Petrochemical jako surowca).
O firmie Shandong Kaitai Petrochemical Company
Shandong Kaitai Petrochemical Company jest obecnie jedynym przedsiębiorstwem zajmującym się przemysłową obróbką suchych produktów z włókien węglowych na bazie PAN w Chinach i od dawna angażuje się w badania, rozwój i zastosowanie serii suchych produktów z włókien węglowych o wyjątkowej i doskonałej wydajności, a także zrealizowała industrializację, wysokiej klasy, zróżnicowaną i dostosowaną produkcję suchych włókien węglowych na bazie PAN. Główne projekty biznesowe firmy: badania i rozwój oraz produkcja włókien węglowych i serii produktów, badania i rozwój oraz produkcja włókien funkcjonalnych, badania i rozwój oraz produkcja włókien o wysokiej wydajności i materiałów kompozytowych.
Poprzez powtarzające się wymiany, dyskusje i prognozy z wieloma uniwersytetami, jednostkami badań naukowych i przedsiębiorstwami wiodącymi w branży na temat badań i rozwoju nowych produktów opartych na PAN i perspektyw rynkowych, firma określiła strategię badań i rozwoju oraz rozwoju industrializacji serii produktów z suchych włókien węglowych oraz przeprowadziła badania i rozwój technologii procesu produkcyjnego i sprzętu dla serii produktów z suchych włókien PAN. 2022, „suche przędzenie wysokowydajnych włókien węglowych na bazie PAN do industrializacji” zostało wymienione jako kluczowa technologia i badania i rozwój sprzętu do suchego przędzenia wysokowydajnych włókien węglowych na bazie PAN. Kluczowa technologia i badania i rozwój sprzętu” są wymienione jako kluczowy projekt programu badawczo-rozwojowego Zibo (poza miejską szkołą, integracją miasta), w marcu tego samego roku, pomyślnie zbudowano pierwszy zestaw krajowej kilotonowej linii produkcyjnej włókien węglowych na bazie PAN do suchego przędzenia, może produkować różnorodne modele i cechy produktów z włókien węglowych.
Sucho przędzone włókna węglowe na bazie PAN produkowane przez Kaitai Petrochemicals
W lipcu 2022 r. firma „suchy przędzenie wysokowydajnego włókna węglowego na bazie PAN industrializacja kluczowych technologii i urządzeń badawczych i rozwojowych” przeszła ocenę osiągnięć naukowych i technologicznych Chińskiej Federacji Przemysłu Tekstylnego; w marcu 2024 r. oryginalna linia produkcyjna po rozbudowie transformacji pierwszego zestawu 1,000- ton suchego przędzenia włókna węglowego na bazie PAN z małą linią produkcyjną. Firma utworzyła ponad 20 krajowych opatentowanych technologii w dziedzinie suchego przędzenia włókna węglowego na bazie PAN i jego surowego jedwabiu.