本 廠從2011年開始就投入巨資和211大學和造紙廠共同研究碳纖維電熱紙的生產和應用,產品已經系列化。本廠 加工定制任何形狀、任何尺寸、任何電壓、電熱膜。大量現貨供應電發熱產品鋰電池、一分二USB線、碳纖維膜、銅帶。大量現貨、無需定做。
目前,碳纖維紙主要應用於電磁波屏蔽材料、加熱元件、燃料電池電療、揚聲器紙盆等,隨著復合技術的不斷提高,碳纖維紙的應用領域必將得到進一步的拓寬。
1 碳纖維
碳纖維作為碳纖維紙的主要原料,根據原絲種類的不同,可分為聚丙烯睛基(PAN)、瀝青基和黏膠基三種。目前的商品化碳纖維中約有80%~90%是PAN基碳纖維,PAN自身的物理化學特性、結構特點及制備工藝使PAN基碳纖維具有優異的強度性能,綜合性能最好;而瀝青基碳纖維雖然在強度方麵不如PAN基碳纖維,但模量高、導熱性高,成本較低,有一定的市場需求;黏膠基碳纖維具有優良的耐化學腐蝕性、潤滑性和柔軟性,但生產工藝復雜,成本高,一般僅限於軍事領域作為耐燒蝕高技術產品應用。因三種碳纖維性能價格的差異,在制備碳纖維紙的過程中,可根據成品性能要求,選擇其中一種或幾種混合抄造。
碳纖維紙的制備方法
碳纖維紙的抄造方法可用乾法或濕法,其中濕法造碳纖維紙已工業規模生產,並得到實際應用。因碳纖維在水中易絮聚成團,自身無結合能力,從而影響成紙的勻度和強度,故濕法抄造的關鍵問題是如何解決碳纖維在水中的分散性及提高纖維間的結合力。碳纖維在水中的分散性與其長度有關。碳纖維過長,在漿中易絮聚,碳纖維過短,與其它纖維交織強度差,當碳纖維長度小於1mm時,碳纖維成為紙漿空隙中的填料不起作用[1]。因此在濕法抄造中需將碳纖維長絲短切或磨碎為2-20mm。為避免碳纖維重新絮聚及提高碳纖維間的結合力.通常還會加入高分子有機化合物,如聚乙烯醇、聚丙烯酰胺等作為分散劑、黏結劑與碳纖維混合攪拌。濕法抄造的工藝流程可用下麵的示意圖表示:
其中其它纖維的種類和含量、後處理方法可根據產品的不同性能要求來調整。
正在發展的乾法造碳纖維紙主要用於造高性能碳纖維紙。它是利用氣流制網工藝首先將碳纖維制成厚度可控、均勻的無紡佈,接著對其進行一系列後處理制得碳纖維紙[2]。乾法的優點在於無需將碳纖維短切,成紙強度性能較好,規模化生產容易。乾法造紙的快速發展,進一步拓寬瞭碳纖維紙在新能源領域中的應用。
3碳纖維紙的應用
原料碳纖維的功能特性決定瞭碳纖維紙具有多孔、導電、耐水、耐蝕、機械特性好等優異性能,可用於多種領域。目前,在市場上碳纖維紙主要被用於以下幾個方麵:
3.1能源材料
近年,碳纖維紙作為擴散層材料用於質子交換膜燃料電池是碳纖維紙發展的一個重要方向,被列人"863"計劃。
通常碳纖維可選用聚丙烯睛基、瀝青基、黏膠基碳纖維中的任何一種,短切長度為5-20mm。當前的專用碳纖維紙的制備方法可歸為以下幾種:
3.1.1短切碳纖維、黏結劑復合碳纖維紙
這是用得最多的一種方法,將有黏結劑的溶液與短切碳纖維混合[4],利用造紙技術在抄紙機上成型,乾燥後使短纖維互相黏結,然後用酚醛樹脂等可炭化物質的稀溶液進行浸漬,經過固化、炭化工藝得到符合要求的碳紙。
3.1.2碳纖維、紙漿、有機纖維和黏結劑復合碳纖維紙
日本Teruaki等人[5]在碳纖維、紙漿、黏合劑混合液中加人有機纖維抄紙。其中有機纖維可選用丙烯睛基人造纖維、有機纖維質纖維;黏合劑可選用熱固性樹脂、熱塑性樹脂及含瀝青的物質。
3.1.3纖維素、活化碳纖維、碳粉復合碳纖維紙
石油大學的汪樹軍、張偉等人采用纖維素、活化碳纖維和碳粉為原料制備瞭符合要求的碳纖維紙。復合紙由2%-10%纖維素漿、80% -95%經二次活化處理的碳纖維和0-10%碳粉組成。制成的碳紙,有良好的導電性和透氣性、大的比表麵積和較高的孔隙率,碳紙兩麵親水疏水性能不同,具有定向排水輸氣功能。
汪樹軍等人[6]還制備瞭一種兩麵具有不同親水性的功能碳紙,它是先將兩層濕法成型碳紙壓制成型,再經炭化處理,最終制得功能碳紙。
3.1.4碳纖維長短、粗細組合碳纖維紙
Nakamura等人[7]采用兩種直徑分別為3-5μm和5-9μm的碳纖維來造紙,而國內王曙中等人[8]將碳纖維切短成0.5-5.0mm來抄紙。兩者制得的碳纖維紙材料包含瞭長度、粗細不同的碳纖維,這些長度、粗細不同的短纖維相互重疊纏合,形成優良的導電體系,又具有分佈均勻的孔隙,保證瞭氣體的均勻擴散。
3.1.5改性碳纖維紙
由於目前國內的PEMFC研究單位基本上都是使用國外公司的碳紙,其高價格是制 約PEMFC商業化的原因之一。因此國內有不少研究單位采用改性國產碳纖維紙的方法以 制備符合要求的基材,達到降低成本的目的。
武漢理工大學羅志平等人[9]以國產碳纖維紙為基體、酚醛樹脂為黏結劑,采用液相浸 漬法對國產碳纖維紙進行導電碳黑填充,合成瞭適合PEMFC擴散層使用的基材。北京化工大學呂金艷等人[10]則用中間相瀝青為黏結劑將國產碳纖維紙改性成符合PEMFC要求的基材。
3.2電磁波屏蔽材料
隨著電子工業的迅速發展,各種各樣的電子機器,如計算機、數位相機、微波爐、移動電話等都進入瞭千傢萬戶,隨之在空間產生的眾多電磁波千擾已經危及到我們的日常生活和工作。出於降低成本和便於大規模工業化生產的考慮,目前,這些電子機器的殼體材料大部分是采用工程塑料,塑料多是絕緣體,容易被電磁波穿透,沒有屏蔽作用。
采用電磁波屏蔽消除電磁波乾擾是一行之有效的技術途徑,其原理是利用屏蔽體的反射、衰減等使得電磁輻射場源所產生的電磁能流不人被屏蔽區域。根據S.A.Schelkunoff電磁屏蔽理論[11,25,6],電磁波傳播到屏蔽材料表麵時,通常有吸收損耗、反射損耗、多重反射損耗3種不同機理進行衰減。屏蔽效果則用屏蔽效能SE衡量,對於大多數的電子產品,SE至少達到35dB以上,方可認為是有效屏蔽。
碳纖維具有導電性和好的比強度的特性使其復合材料一直是電磁屏蔽材料的一個重要發展方向。1997年北京化工大學陳耀庭等人將碳纖維與木漿混抄,通過控制碳纖維含量,成功研制出碳纖維電磁屏蔽紙。此種碳紙的屏蔽作用主要靠反射損耗,當碳纖維含量高於20%時,SE可達30dB以上,雙層紙可在3SdB以上,接近銅箔的屏蔽效果。除具有良好的屏蔽效果外,此碳紙可通過選擇纖維配比隨意改變屏蔽效果;使用時,可用作電子機器的包裝材料,還可與建築材料復合,用作工廠、醫院、辦公室、傢庭等的屏蔽用建築材料。
3.3防靜電包裝材料
靜電荷總是出現在兩個物體的接觸麵上,當其中一個物體是絕緣體時,則有一列電荷固定於此物體上。當兩個物體的接觸麵發生相對運動時,則有可能產生電荷分離,從而產生靜電。除瞭有電荷產生,還必須有電荷積累才會有放電現象。當有電荷向絕緣材料轉移時,產生電荷積累。靜電的產生和積累可以是同時的[23,24]
包裝所用的材料如紙張、塑料都是絕緣體;而復合、復卷、分切等工藝又是高速進行摩擦、接觸、分離的表麵運作。根據靜電產生機理,這些材料上極易附上靜電荷,同時絕緣材料的表麵或內部基本上沒有電流流動,電阻很大,難於接地,靜電荷會在上麵保留很長時間。當這些材料用於包裝對靜電敏感的產品如電子元件、集成電路、機器機表時,造成的危害是破壞性的。
為瞭防止靜電的產生,使用表麵電阻小的碳纖維紙作為包裝材料是一種有效的解決方法。表麵電阻小,電子在材料表麵及內部流動非常容易,可流向任何接觸到的其它導體或大地,不易產生電荷積累,從而達到避免靜電產生的目的。碳纖維雖電阻率低,但因缺乏韌性,彎曲程度較低,故在作為包裝材料時一般與紙漿(植物纖維、合成纖維或礦物纖維)混合抄造。為控制成紙的電阻率,碳纖維含量通常在1%-5%的范圍內,制成的碳纖維紙電阻率為104-107Ω•cm。
3.4發熱材料
目前,就導電發熱材料而言,有紅外燈管、電加熱暖氣片、金屬電阻絲等,這些導電加熱材料在加熱均勻度、安全性及熱效率等方麵都存在不足。碳纖維是非金屬材料中導電性能最好的物質,但它的導電性又比銅鋁等金屬差,是一種電熱轉換的好材料。電阻式發熱體的發熱機理有兩種,一種是自由電子流動產生的摩擦生熱;一種是由於晶格振動(含原子、分子、離子等微料振動)發熱。碳纖維發熱機理以第二種為主。由於碳纖維結構穩定,所以發熱效率也穩定不變。
利用碳纖維的導電特性、將其與纖維素漿(木漿、棉漿、麻漿、化學纖維等)混合生產復合發熱紙。生產中,碳纖維短切長度為2-12mm,含量為10%-25%,可制成電阻率在10-1-104Ω•cm。的纖維紙。最後加上電療和引線,在最外麵用絕緣材料隔離就可做成一個軟性的麵狀(帶狀)發熱體。
碳纖維復合發熱紙具有以下特點[14-16]:
(1)利用紙本身的平麵性,整個麵都是發熱麵和散熱麵,因而發熱均勻,且表麵溫度可達80-90℃,熱量易於傳遞、疏散,熱輻射性好;
(2))熱轉換效率高,其熱效率理論值高達99.99%,在實際中應用一般可達97%,比傳統材料節能15%-30%,是一種先進的節能材料;
(3)它的遠紅外電熱輻射轉換率>70%,而且還放射出8-15 μm的遠紅外線,是一種有源遠紅外加熱元件,對人體具有輔助電療保健作用,諸如促進血液循環,減緩類風濕關節炎疼痛等。
(4))具有普通紙的柔軟性和輕質特點,可以根據發熱量和規格要求,控制復合紙中的碳纖維含量及復合紙的尺寸而組合成各種不同電阻值和加熱麵積,以滿足不同要求;
(5)使用安全。在一般電壓下(220V)整個麵都是電子通道,電流密度極小,與現有的電阻絲發熱材料、紅外燈管的電流密度相比,對人體毫無危害;
(6))與其他材料具有良好的復合。可與其它材料復合制成導電發熱設備,如散熱器等。 因此,碳纖維紙是一種在中低溫領域理想的新型發熱元件及材料。可廣泛應用於工業加溫或傢庭取暖。在農業領域可用於作物育苗、大棚輔助保溫、牲畜育嬰箱等。
3.5音響器材
此處特指活性碳纖維紙。活性碳纖維的原絲與普通碳纖維原絲相似,主要有黏膠纖維、PAN基纖維、瀝青纖維和酚醛纖維四種。生產工藝亦相似,需經前處理或穩定化、炭化和活化工序,但生產原理與普通碳纖維不同。生產活性碳纖維的過程中,應盡可能造孔,以
保證多孔結構,而生產普通碳纖維則需盡可能消除孔隙裂紋或孔洞。生產出的活性碳纖維與普通纖維相比,比表麵積更高,約為後者的幾十或幾百倍,抗拉強度小於500MPa[19]
3.7航天航空材料
碳纖維復合材料一直是航天航空領域不可取代的高級復合材料。四川陶世毅[20]將碳纖維和芳綸纖維經濕法成形,高溫熱軋定形成紙。研制出的碳纖維紙具有高比強、高比模、耐疲勞、抗化學腐蝕、良好的導電性和導熱性、低熱膨脹系數、生物相溶性好等優異特性,適合航天航空領域使用。
1、寒從腳下起,暖自足下來
現代醫學也表明,人體的內臟器官隻有在適宜的溫度條件下,才能保持正常生理功能。當外界變冷時,人體機能自動調節,為瞭不使體內熱量散失,手腳血液會回流以保持內臟器官所需的溫度。當腳下溫度低時,腳部血管收縮,血液回流受阻,導致全身血液循環不順暢,這樣人的全身都會感到寒冷。所以暖人先要暖腳,隻有腳溫暖瞭,全身才會感覺溫暖。
腳部是人體神經的末梢最豐富的地方,也是人體穴位最集中的地方,腿腳受涼會導致各種疾病的產生或惡化:
(1)勞損性或風濕性關節炎——腳心或腳趾受涼會導致身體關節疼痛,並會導致病情加重或難以治愈。
(2)坐骨神經疼痛——腿腳受涼同時會導致坐骨神經疼痛,長期腿腳冰冷是坐骨神經疼痛的一個主要誘因。
(3)腿腳酸痛發麻——腿腳受涼同時也會導致周身血液流通不暢,會導致腿腳部酸痛發麻。
(4)腎虛——中醫認為下肢寒冷會導致腎虛,腎虛會導致氣血不足,氣血不足會導致關節酸痛等一系列癥狀。
(5)感冒及呼吸道疾病——下肢寒冷會導致整體免疫力系統降低,從而導致感冒或各種呼吸道疾病的產生。尤其是針對老年人、兒童及身體虛弱的人們。改善下肢寒冷會加快全身的血液循環,整體免疫力將大大的提高,預防感冒及呼吸道疾病的產生。
批發市場僅提供代購諮詢服務,商品內容為廠商自行維護,若有發現不實、不合適或不正確內容,再請告知我們,查實即會請廠商修改或立即下架,謝謝。