《電子技術(shù)應(yīng)用》
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芳綸Ⅲ纖維用于東風(fēng)系戰(zhàn)略固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)殼體

2017-04-27

  我國從80年代開始研制芳綸纖維中號(hào)稱"王牌纖維"的對(duì)位芳綸,國內(nèi)編號(hào)是芳綸1414或叫芳綸II但始終在工藝和配方上無法做到穩(wěn)定出絲或性能指標(biāo)不高.直到05年以后才形成整體突破,華東大學(xué)首先研制出采用國產(chǎn)原材料和制備設(shè)備穩(wěn)定出絲的工業(yè)規(guī)?;a(chǎn)的高模高強(qiáng)對(duì)位芳綸.

  對(duì)位芳綸是導(dǎo)彈殼體 復(fù)合裝甲 飛機(jī)結(jié)構(gòu)殼體 防彈衣大量采用的復(fù)合材料,具有很大的軍事價(jià)值.

  在對(duì)位芳綸纖維領(lǐng)域水平最高的是老毛子的AMPOC系高模高強(qiáng)雜環(huán)芳香族聚酰胺對(duì)位芳綸纖維用于SS-24 SS-25?。樱樱玻返葘?dǎo)彈殼體.其AMPOC的物理機(jī)械性能達(dá)到美國戰(zhàn)略導(dǎo)彈正在裝備的碳纖維材料水平.然后是美國的凱芙拉系列以及日本帝人公司的系列產(chǎn)品.

  我國在05年前一直是進(jìn)口老毛子的AMPOC系列材料,可以從公開的文章“航天動(dòng)力復(fù)合材料技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及設(shè)想”中能看到當(dāng)時(shí)的一些具體問題.

  最近比較閑,所以對(duì)TG在這方面現(xiàn)在發(fā)展的情況找了些資料,頗有收獲現(xiàn)集中轉(zhuǎn)貼公開的官方資料請(qǐng)版內(nèi)的板油們做下研判:

  付旭,男,漢,44歲,中共黨員,碩士研究生,中藍(lán)晨光化工研究院院長(zhǎng)、教授級(jí)高級(jí)工程師,從事高分子材料合成及加工、特種纖維和企業(yè)管理。

  一、主要?jiǎng)?chuàng)新事跡

  付旭同志長(zhǎng)期從事化工高分子材料的研究與開發(fā)工作,特別是國防化工新材料的研制。自1987起作為項(xiàng)目負(fù)責(zé)人之一和主要研究人員參加了“十五”國家重點(diǎn)攻關(guān)課題“高發(fā)泡低密度聚氯乙烯擠出板材”、“冶金行業(yè)鎢棒生產(chǎn)用聚氯乙烯軟模制品的開發(fā)”、“阻燃透明軟聚氯乙烯套管的研究”、“桑塔納轎車用聚氯乙烯六角齒形管的研究”、“桑塔納轎車用聚甲醛襯管的研究”、“桑塔納轎車用滑石粉填充聚丙烯(PP6)研究”、“TTSJ同向雙螺桿擠出機(jī)系列產(chǎn)品開發(fā)”、“玻纖增強(qiáng)聚甲醛研究”、“高潤(rùn)滑聚甲醛研究”等開發(fā)與研究項(xiàng)目,其成果均分別通過部、省、市級(jí)鑒定,并廣泛應(yīng)用于汽車,塑料,冶金等領(lǐng)域。

  在國防化工新材料開發(fā)領(lǐng)域,該同志主持并承擔(dān)參加了航空航天部軍工項(xiàng)目10號(hào)工程特種酚醚模塑料研究、國家科技部“八五”國家重點(diǎn)項(xiàng)目聚苯硫醚改性及合金研究、國防科工委軍工項(xiàng)目039工程輕質(zhì)強(qiáng)度頭罩材料研究、國防科工委14.5mm鎢蕊穿甲脫殼彈及閉氣環(huán)研究,這些項(xiàng)目均通過了相應(yīng)的省部級(jí)鑒定。做為項(xiàng)目主持人進(jìn)行了國家科技部“863”項(xiàng)目“新型聚碳酸酯板材”研究、國防科工委芳綸Ⅲ纖維研究、國防科工委M-3單體合成研究、國家科技部國家火炬項(xiàng)目“汽車、電子/電器用高性能聚合物材料”等項(xiàng)目的研究,并已通過科技部、國防科工委的鑒定和驗(yàn)收。這些成果廣泛應(yīng)用在航空航天,武器裝備,汽車,通訊,電子等領(lǐng)域并逐步形成產(chǎn)業(yè)化.據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),該同志主持的研究成果在本單位產(chǎn)生的直接經(jīng)濟(jì)收益3000萬元/年,通過成果轉(zhuǎn)讓外單位產(chǎn)生的直接經(jīng)濟(jì)收益每年在1億元以上。

  付旭同志先后主持和承擔(dān)了國家科技部、軍委總裝部、國防科工委三部委聯(lián)合下達(dá)的國家重點(diǎn)攻關(guān)項(xiàng)目“0.5kg/天芳綸Ⅲ纖維的研究”和“10t/aM3單體的研究”(項(xiàng)目負(fù)責(zé)人,項(xiàng)目經(jīng)費(fèi)300萬美元加1800萬人民幣);“863”重大軍工項(xiàng)目“1000t/a芳綸1414的研究”(項(xiàng)目負(fù)責(zé)人);“995”國家高新工程研制保障工程項(xiàng)目“5t/a高性能芳綸Ⅲ纖維裝置建設(shè)”(項(xiàng)目負(fù)責(zé)人,項(xiàng)目經(jīng)費(fèi)1450萬元)。

  付旭同志先后在國家和省部級(jí)各類刊物發(fā)表論文及文章三十余篇;獲得國家和省部市級(jí)各類獎(jiǎng)勵(lì)十一項(xiàng), 國家發(fā)明專利/申報(bào)兩項(xiàng);在二十多個(gè)國家和省級(jí)學(xué)術(shù)、技術(shù)組織中擔(dān)任重要職務(wù)。

  付 旭 中藍(lán)晨光化工研究院高級(jí)工程師。主持了多項(xiàng)“七五”、“八五”國家重點(diǎn)攻關(guān)課題以及國家火炬項(xiàng)目和“863”項(xiàng)目的研究,成果被廣泛應(yīng)用于汽車、塑料、冶金等領(lǐng)域?,F(xiàn)主持國家重點(diǎn)攻關(guān)項(xiàng)目?jī)身?xiàng)、“863”項(xiàng)目一項(xiàng)、“995”項(xiàng)目一項(xiàng)。所研制的芳綸Ⅲ纖維是我國東風(fēng)系列戰(zhàn)略武器固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的殼體增強(qiáng)材料??萍汲晒霓D(zhuǎn)化為單位贏得了良好的經(jīng)濟(jì)效益,2004年總收入近3億元。

  一種芳綸Ⅲ原絲束的后處理新工藝

  [摘要] 芳綸III纖維是一種高強(qiáng)度新型材料,有廣泛的應(yīng)用。它由對(duì)苯二胺、對(duì)苯二甲酰氯及5(6)-胺基-2-(4-胺基苯基)苯并咪唑三種原料,以二甲基乙酰胺為溶劑低溫共聚而成;其原液經(jīng)過濾、脫泡、紡絲、沉淀、洗滌、干燥、收卷得芳綸III原絲,強(qiáng)度只有1.5GPa左右,需經(jīng)處理才能得到4.5GPa的芳綸III纖維。目前國外只用間歇式熱處理法進(jìn)行小規(guī)模生產(chǎn),成品率只有70-80%。本發(fā)明的后處理新工藝,是將芳綸III原絲束經(jīng)張力器、上油機(jī)、加熱爐、收絲機(jī)收卷成筒而成,張力控制在0.2-1.0CN/tex,加熱爐通入保護(hù)氮?dú)?,爐溫均勻保持在320-500℃,絲束在爐內(nèi)運(yùn)動(dòng)被均勻加熱,加熱時(shí)間0.5-5min。本工藝優(yōu)點(diǎn)是方法簡(jiǎn)單,操作容易,運(yùn)動(dòng)絲束受熱均勻,熱處理所需時(shí)間短,成品合格率高。

  樣品傾斜的X-射線衍射法分析芳綸Ⅲ纖維徑向結(jié)構(gòu)

  彭濤,郭靈虹,付旭,王鳳德,葉光斗

  采用廣角X-射線衍射樣品傾斜掃描模式(STD)對(duì)新型對(duì)位芳香族共聚酰胺纖維——芳綸Ⅲ纖維進(jìn)行了結(jié)晶和取向結(jié)構(gòu)分析。發(fā)現(xiàn)在纖維徑向存在明顯的結(jié)晶度和取向度的漸變分布,在纖維內(nèi)層越靠軸心的位置結(jié)晶度和取向度越大,在2θ=28.3°的結(jié)晶峰面積占總結(jié)晶面積的百分比越小,從而分析出纖維成形工藝對(duì)纖維聚集態(tài)結(jié)構(gòu)帶來的影響。

  【作者單位】:四川大學(xué)高分子科學(xué)與工程學(xué)院;四川大學(xué)分析測(cè)試中心;中藍(lán)晨光化工研究院;中藍(lán)晨光化工研究院;四川大學(xué)高分子科學(xué)與工程學(xué)院 成都610065;中藍(lán)晨光化工研究院;成都610041;成都610065;成都610065

  前言芳綸Ⅲ纖維是中藍(lán)晨光化工研究院近年來開發(fā)成功的一種三元共聚芳香族聚酰胺纖維。經(jīng)力學(xué)性能檢測(cè),具有高達(dá)28~31cN/dtex的拉伸強(qiáng)度和1050~1170cN/dtex的楊氏模量,達(dá)到了與國際先進(jìn)芳香族聚酰胺纖維力學(xué)性能相近的水平。其楊氏模量、耐酸堿性、耐溶劑性能等尤為優(yōu)良(見表1),耐熱性能也比目前世界上產(chǎn)業(yè)化對(duì)位芳綸中性能最好的A PM O C更好[1]。圖1為芳綸Ⅲ與A P-M O C-Ⅲ纖維的熱重(TG)分析對(duì)比。芳綸Ⅲ纖維的高模量和優(yōu)異的耐溶劑、耐熱性能與其超分子結(jié)構(gòu)是密切相關(guān)的,研究纖維的結(jié)晶、取向結(jié)構(gòu)并探索其形成過程是一個(gè)重要的課

  納米SiO2對(duì)EP/國產(chǎn)芳綸Ⅲ纖維復(fù)合材料性能的影響

  張淑慧[1] 梁國正[1] 崔紅[2] 張煒[1] 王斌[1]

  [1]西北工業(yè)大學(xué)理學(xué)院應(yīng)用化學(xué)系,西安710072 [2]西安航天復(fù)合材料研究所,西安710025

  選擇納米SiO2作為增強(qiáng)材料改性環(huán)氧樹脂(EP)基體,與國產(chǎn)芳綸Ⅲ纖維纏繞成復(fù)合材料。研究了不同含量的納米SiO2對(duì)EP基體拉伸性能和沖擊性能的影響;通過NOL環(huán)復(fù)合材料剪切強(qiáng)度測(cè)試和纖維纏繞φ150mm容器水壓爆破實(shí)驗(yàn),研究了不同含量納米SiO2對(duì)EP/國產(chǎn)芳綸Ⅲ纖維復(fù)合材料層間剪切強(qiáng)度和纖維強(qiáng)度轉(zhuǎn)化率的影響。結(jié)果表明,EP基體中納米SiO2質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%時(shí),對(duì)基體拉伸和沖擊性能均有顯著改善,拉伸強(qiáng)度和沖擊強(qiáng)度分別提高28.8%和22.6%,EP/國產(chǎn)芳綸Ⅲ纖維復(fù)合材料的層間剪切強(qiáng)度達(dá)到最大值,比未改性配方高出約56.8%;0150mm容器水壓爆破結(jié)果表明,納米SiO2的加入使纖維強(qiáng)度轉(zhuǎn)化率平均提高7%以上。

  從以上一些公開資料和論文快照中,我認(rèn)為里面所說的芳綸Ⅲ就是我國研制的與俄羅斯AMPOC系屬于同一類型的高模高強(qiáng)雜環(huán)對(duì)位纖維.并且已用于戰(zhàn)略導(dǎo)彈固體發(fā)動(dòng)機(jī),再結(jié)合版內(nèi)熱心勤勞的板油在XH的關(guān)于DF31以及JL-2的帖子里轉(zhuǎn)貼的大量論文資料和官方八股新聞,那么可以說DF-31A?。剩蹋病『停模疲玻刀紭O可能用上了芳綸Ⅲ纖維.

  另附:中藍(lán)晨光化工研究院正在做1000噸/年芳綸Ⅲ纖維高科技新材料產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目,建設(shè)具有國際先進(jìn)、國內(nèi)一流的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化基地。

  再轉(zhuǎn)貼個(gè)資料:

  據(jù)哈玻璃鋼研究院“神七”飛船配套的碳纖維結(jié)構(gòu)件項(xiàng)目負(fù)責(zé)人林再文介紹,碳纖維復(fù)合材料密度是鋼的五分之一。用它做成的結(jié)構(gòu)件,與鋁合金相比,可以減重30%—40%。在“神七”飛船推進(jìn)艙上共2個(gè)結(jié)構(gòu)件是哈玻璃鋼研究院用碳纖維復(fù)合材料制成的,其中推進(jìn)艙的承力結(jié)構(gòu)件是目前世界上在載人飛船上使用的尺寸最大、開口最大的碳纖維復(fù)合材料主承力結(jié)構(gòu)件,直徑達(dá)2.5米。通俗來講,這個(gè)結(jié)構(gòu)件的作用相當(dāng)于一個(gè)固定在飛船推進(jìn)艙中的大支架,在上面要精確固定幾十件儀器設(shè)備。

  如此輕的碳纖維復(fù)合材料做成的薄壁結(jié)構(gòu)件真的能承載那么大的重量嗎?為解決結(jié)構(gòu)件的成型技術(shù),哈玻院的科研人員最終解決了復(fù)合材料結(jié)構(gòu)件尺寸變形、精度控制、開口補(bǔ)強(qiáng)等多項(xiàng)技術(shù)關(guān)鍵,完全達(dá)到了飛船的使用要求。

  如果說哈玻璃鋼研究院能夠研制2.5米直徑的碳纖維復(fù)合材料主承力結(jié)構(gòu)件是否意味著TG具備了研制生產(chǎn)2.5米火箭導(dǎo)彈的碳纖維復(fù)合材料殼體的技術(shù)基礎(chǔ)?


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