本厂从2011年开始就投入巨资和211大学和造纸厂共同研究碳纤维毡和纸的生产和应用，产品已经系列化。 目前，碳纤维毡和纸主要应用于环保过滤，加热元件、燃料电池电极、扬声器纸盆等，随着复合技术的不断提高，碳纤维毡的应用领域必将得到进一步的拓宽。1 碳纤维 碳纤维作为碳纤维毡和纸的主要原料，根据原丝种类的不同，可分为聚丙烯睛基(PAN)、沥青基和黏胶基三种。目前的商品化碳纤维中约有80%~90%是PAN基碳纤维，PAN自身的物理化学特性、结构特点及制备工艺使PAN基碳纤维具有优异的强度性能，综合性能最好;而沥青基碳纤维虽然在强度方面不如PAN基碳纤维，但模量高、导热性高，成本较低，有一定的市场需求;黏胶基碳纤维具有优良的耐化学腐蚀性、润滑性和柔软性，但生产工艺复杂，成本高，一般仅限于军事领域作为耐烧蚀高技术产品应用。因三种碳纤维性能价格的差异，在制备碳纤维纸的过程中，可根据成品性能要求，选择其中一种或几种混合抄造。碳纤维毡和纸的抄造方法可用干法或湿法，其中湿法造碳纤维毡已工业规模生产，并得到实际应用。因碳纤维在水中易絮聚成团，自身无结合能力，从而影响成纸的匀度和强度，故湿法抄造的关键问题是如何解决碳纤维在水中的分散性及提高纤维间的结合力。碳纤维在水中的分散性与其长度有关。碳纤维过长，在浆中易絮聚，碳纤维过短，与其它纤维交织强度差，当碳纤维长度小于1mm时，碳纤维成为纸浆空隙中的填料不起作用[1]。因此在湿法抄造中需将碳纤维长丝短切或磨碎为2-20mm。为避免碳纤维重新絮聚及提高碳纤维间的结合力.通常还会加入高分子有机化合物，如聚乙烯醇、聚丙烯酰胺等作为分散剂、黏结剂与碳纤维混合搅拌。湿法抄造的工艺流程可用下面的示意图表示: 其中其它纤维的种类和含量、后处理方法可根据产品的不同性能要求来调整。 正在发展的干法造碳纤维纸主要用于造高性能碳纤维纸。它是利用气流制网工艺首先将碳纤维制成厚度可控、均匀的无纺布，接着对其进行一系列后处理制得碳纤维纸[2]。干法的优点在于无需将碳纤维短切，成纸强度性能较好，规模化生产容易。干法造纸的快速发展，进一步拓宽了碳纤维纸在新能源领域中的应用。3碳纤维纸的应用 原料碳纤维的功能特性决定了碳纤维纸具有多孔、导电、耐水、耐蚀、机械特性好等优异性能，可用于多种领域。目前，在市场上碳纤维纸主要被用于以下几个方面:3.1能源材料 近年，碳纤维纸作为扩散层材料用于质子交换膜燃料电池是碳纤维纸发展的一个重要方向，被列人863计划。 通常碳纤维可选用聚丙烯睛基、沥青基、黏胶基碳纤维中的任何一种，短切长度为5-20mm。当前的专用碳纤维纸的制备方法可归为以下几种:3.1.1短切碳纤维、黏结剂复合碳纤维纸 这是用得最多的一种方法，将有黏结剂的溶液与短切碳纤维混合[4]，利用造纸技术在抄纸机上成型，干燥后使短纤维互相黏结，然后用酚醛树脂等可炭化物质的稀溶液进行浸渍，经过固化、炭化工艺得到符合要求的碳纸。3.1.2碳纤维、纸浆、有机纤维和黏结剂复合碳纤维纸 日本Teruaki等人[5]在碳纤维、纸浆、黏合剂混合液中加人有机纤维抄纸。其中有机纤维可选用丙烯睛基人造纤维、有机纤维质纤维;黏合剂可选用热固性树脂、热塑性树脂及含沥青的物质。3.1.3纤维素、活化碳纤维、碳粉复合碳纤维纸 石油大学的汪树军、张伟等人采用纤维素、活化碳纤维和碳粉为原料制备了符合要求的碳纤维纸。复合纸由2%-10%纤维素浆、80% -95%经二次活化处理的碳纤维和0-10%碳粉组成。制成的碳纸，有良好的导电性和透气性、大的比表面积和较高的孔隙率，碳纸两面亲水疏水性能不同，具有定向排水输气功能。 汪树军等人[6]还制备了一种两面具有不同亲水性的功能碳纸，它是先将两层湿法成型碳纸压制成型，再经炭化处理，最终制得功能碳纸。3.1.4碳纤维长短、粗细组合碳纤维纸 Nakamura等人[7]采用两种直径分别为3-5m和5-9m的碳纤维来造纸，而国内王曙中等人[8]将碳纤维切短成0.5-5.0mm来抄纸。两者制得的碳纤维纸材料包含了长度、粗细不同的碳纤维，这些长度、粗细不同的短纤维相互重叠缠合，形成优良的导电体系，又具有分布均匀的孔隙，保证了气体的均匀扩散。 3.1.5改性碳纤维纸 由于目前国内的PEMFC研究单位基本上都是使用国外公司的碳纸，其高价格是制 约PEMFC商业化的原因之一。因此国内有不少研究单位采用改性国产碳纤维纸的方法以 制备符合要求的基材，达到降低成本的目的。 武汉理工大学罗志平等人[9]以国产碳纤维纸为基体、酚醛树脂为黏结剂，采用液相浸 渍法对国产碳纤维纸进行导电碳黑填充，合成了适合PEMFC扩散层使用的基材。北京化工大学吕金艳等人[10]则用中间相沥青为黏结剂将国产碳纤维纸改性成符合PEMFC要求的基材。3 碳纤维复合发热纸具有以下特点：(1)利用纸本身的平面性，整个面都是发热面和散热面，因而发热均匀，且表面温度可达80-90℃，热量易于传递、疏散，热辐射性好;(2))热转换效率高，其热效率理论值高达99.99%，在实际中应用一般可达97%，比传统材料节能15%-30%，是一种先进的节能材料; (3)它的远红外电热辐射转换率70%，而且还放射出8-15 m的远红外线，是一种有源远红外加热元件，对人体具有辅助理疗保健作用，诸如促进血液循环，减缓类风湿关节炎疼痛等。 (4))具有普通纸的柔软性和轻质特点，可以根据发热量和规格要求，控制复合纸中的碳纤维含量及复合纸的尺寸而组合成各种不同电阻值和加热面积，以满足不同要求; (5)使用安全。在一般电压下(220V)整个面都是电子通道，电流密度极小，与现有的电阻丝发热材料、红外灯管的电流密度相比，对人体毫无危害; (6))与其他材料具有良好的复合。可与其它材料复合制成导电发热设备，如散热器等。 因此，碳纤维纸是一种在中低温领域理想的新型发热元件及材料。可广泛应用于工业加温或家庭取暖。在农业领域可用于作物育苗、大棚辅助保温、牲畜育婴箱等。3.5音响器材 此处特指活性碳纤维纸。活性碳纤维的原丝与普通碳纤维原丝相似，主要有黏胶纤维、PAN基纤维、沥青纤维和酚醛纤维四种。生产工艺亦相似，需经前处理或稳定化、炭化和活化工序，但生产原理与普通碳纤维不同。生产活性碳纤维的过程中，应尽可能造孔，以保证多孔结构，而生产普通碳纤维则需尽可能消除孔隙裂纹或孔洞。生产出的活性碳纤维与普通纤维相比，比表面积更高，约为后者的几十或几百倍，抗拉强度小于500MPa[19]3.7航天航空材料碳纤维复合材料一直是航天航空领域不可取代的高级复合材料。四川陶世毅[20]将碳纤维和芳纶纤维经湿法成形，高温热轧定形成纸。研制出的碳纤维纸具有高比强、高比模、耐疲劳、抗化学腐蚀、良好的导电性和导热性、低热膨胀系数、生物相溶性好等优异特性，适合航天航空领域使用。进口碳纤维毡 环保过滤 电磁屏蔽 设备保暖 塑料增强厂家现货直销