了解日本三菱化学连续/短切碳纤维产品牌号和性能指标(最新版)

日本三菱化学控股集团是目前全球少数的既拥有PAN基碳纤维又拥有沥青基碳纤维的生产企业之一,三菱在碳纤维产品生产链中涵盖了原料到最终产品。

本文主要介绍了2021年7月三菱公司发布的最新产品目录和性能指标,其中包括了连续PAN基碳纤维和沥青基碳纤维,短切碳纤维以及碳纤维粉等。

1日本三菱化学概述

日本三菱化学(Mitsubishi Chenical Corporation,MCC)拥有系列化的沥青基碳纤维产品;而三菱人造丝(Mitsubishi Rayon Co., Ltd, MRC)拥有PAN基碳纤维技术,两家企业均隶属于日本三菱化学控股公司(Mitsubishi Chenical Holdings Corporation,MCHC)。

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目前,三菱化学已经将MCC和MRC两家公司碳纤维业务进行了整合,统一由MCHC进行对外业务,因而三菱化学公司的碳纤维产品包括了超高强度(MR70 12P)PAN 基碳纤维和超高模量(K13D2U)高性能沥青基碳纤维。

三菱化学公司的PAN基碳纤维是基于公司专长,以高分子合成和高分子加工为核心的技术,通过使用原料聚丙烯腈(PAN)聚合而成的。而沥青基碳纤维的原料纤维则是基于公司在煤化学领域的长期积累,通过从煤中提取的煤焦油沥青进行独特加工后纺成的。

2连续PAN基碳纤维与沥青基碳纤维

2.1 连续PAN基碳纤维

三菱化学公司的连续PAN基碳纤维主要分为PYROFIL?系列和GRAFILl?系列,生产基地分别位于日本和美国,纤维丝束规格可以从3k到60k;其中美国生产业务主要源于2013年三菱对美国知名碳纤维企业——Aldila公司的收购。

按照碳纤维力学性能,PYROFIL?系列碳纤维可以分为高强(HT)、中模(M)和高模(HM)三大系列(表1)。在中模产品中值得关注的MR 70 12P产品拉伸强度7.0GPa、拉伸模量324GPa,与日本东丽T1100G相当;而在高模量PAN基碳纤维产品中纤维模量最高为HS 40 12P纤维425 GPa。公司大丝束碳纤维规格最高可以达到60k(TRH50 60M)。

表1 PYROFIL系列PAN基碳纤维性能(2021版)

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Grafil公司作为MRC在美全资子公司,其GRAFILl系列碳纤维产品主要有三款,分别是34-600(48k)、700(12k、24k),37-800(30k)碳纤维。

2.2 连续沥青基碳纤维

DIALEAD系列沥青基碳纤维具有较高的碳含量比,具有理想的石墨结构,它具有重量轻、刚度高、导热系数高、热膨胀系数超低等特点,是航空航天、体育运动和工业应用的理想材料。

DIALEAD系列沥青基碳纤维模量最高为K13D2U产品935GPa;拉伸强度最高为K13C2U产品3.80GPa;连续碳纤维丝束规格主要分为2k、6k、12k和16k(表3)。

表3 DIALEAD?系列沥青基碳纤维产品性能(2021版)

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3短切碳纤维与碳纤维粉

3.1 短切碳纤维

三菱公司的短切碳纤维主要分为PYROFIL?系列短切PAN基碳纤维和DIALEAD?系列短切沥青基碳纤维。

短切PAN基碳纤维常规产品的拉伸强度3.73GPa、拉伸模量224GPa;大丝束规格产品拉伸强度3.30GPa、拉伸模量225GPa;根据上浆剂(集束剂)类型和应用领域每一款产品分为多种规格。另有一款MRO3NE产品拉伸强度、拉伸模量分别为4.40GPa、265GPa(表4)。

表4 PYROFIL?系列短切碳纤维性能指标(2021版)

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DIALEAD?系列短切沥青基碳纤维虽然只有4种产品,但是拉伸模量范围比较广,从185GPa到900GPa;主要产品性能指标如表5所示。

表5 DIALEAD?系列短切碳纤维产品性能(2021版)

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3.2 碳纤维粉

三菱公司的碳纤维粉分为高刚性/高导热级和抗静电级两种,均为沥青基碳纤维,两种纤维的性能如下表所示。

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