由Dralon textile-grade前體制成的4M大直徑碳纖維。 

美國4M碳纖維公司于4月23日宣布，與合作伙伴德國Dralon GmbH使用其的等離子氧化技術和一種textile-grade聚丙烯腈（PAN）前體生產直徑較大的長絲碳纖維。。

 

4M和Dralon合作開發低成本的textile-grade PAN前體，能夠生產10K絲束碳纖維，其長絲直徑約為9.6 ?m（典型纖維為6-7 ?m）。在對前體進行的初步工作中，4M表示，在碳纖維制造過程中，氧化階段的停留時間僅為52分鐘。 4M說，這比商業化的（直徑較小的）PAN前體的傳統氧化要快得多。 4M表示，紡織品級PAN的工作仍在繼續，以進一步改善材料性能并優化工藝。

 

4M指出，到目前為止，大直徑碳纖維尚未大規模生產，主要是由于與氧化階段有關的挑戰。 4M說，使用常規的氧化技術，較大的長絲需要較長的停留時間和額外的能量，這會導致碳纖維在經濟上不可行。另外，4M表示，由于常規氧化過程中引入的缺陷，大直徑碳纖維往往會產生低于標準的性能。由于這些原因，碳纖維制造商不提供大直徑的商業碳纖維。

 

4M指出，大直徑碳纖維的優點是成本更低，性能更好。該公司稱，直徑較大的長絲可在整個生產過程中節省成本，從前體生產到碳纖維轉化，這在增加產量方面為明顯。將此節省的成本與Dralon通常生產的低成本前體相結合，總節省成本將變得可觀。

 

 

碳纖維以其高的抗張強度而聞名，但它們的壓縮強度不是特別強，尤其是與玻璃纖維相比。但是，4M表示，大直徑碳纖維可以具有明顯更高的抗壓強度。 這方面的進展可能會推動新應用以及風電葉片等現有市場的增長。