Français Afin de donner plein jeu aux avantages respectifs des instituts de recherche scientifique et des entreprises, d'établir une chaîne de valeur de l'innovation et d'améliorer la capacité d'innovation indépendante et la compétitivité des entreprises, après de nombreuses communications et échanges au début, le 1er juin, l'Institut des matériaux de l'Académie chinoise des sciences (IMS) à Ningbo, en Chine, et Shandong Kaitai Petrochemicals Company Limited (ci-après dénommée Kaitai Petrochemicals) ont signé l'accord de coopération pour créer conjointement le « Centre de technologie d'ingénierie de la fibre de carbone basé sur PAN ». (ci-après dénommée « Kaitai Petrochemical ») ont signé un accord de coopération pour établir conjointement le « Centre d'ingénierie et de technologie de la fibre de carbone basé sur PAN », qui est dédié à l'innovation et au développement de la technologie de la fibre de carbone à base de polyacrylonitrile sec (PAN).
Actuellement, les méthodes de filage courantes pour les fibres à hautes performances sont principalement divisées en deux catégories : le filage à l'état fondu et le filage en solution, parmi lesquels le filage en solution peut être divisé en filage en solution sèche (méthode sèche) et filage en solution humide (y compris le filage humide et le filage humide par pulvérisation sèche). Le filage à sec consiste à faire passer le liquide de filage PAN dans le flux de gaz du cylindre de filage (cylindre sec) à travers la pompe doseuse et l'extrusion par pulvérisation de la filière, puis à le volatiliser par solvant et à le solidifier en fibre.
Schéma de principe du filage à sec
Traditionnellement, les équipements de filage à sec et les paramètres du processus sont relativement complexes, tandis que la vitesse de filage est rapide et le multiplicateur d'étirage est élevé, ce qui rend difficile le filage de filaments PAN adaptés aux fibres de carbone. Pour résoudre les difficultés techniques pertinentes, Kaitai Petrochemical Company a effectué de nombreux travaux de recherche, a brisé le goulot d'étranglement de la technologie de production de filaments PAN secs pour les fibres de carbone hautes performances, a développé une série de spécifications différentes pour la production de fibres de carbone à partir de filaments PAN secs et, grâce au processus de pré-oxydation et de carbonisation, a obtenu la préparation d'excellentes performances de fibres de carbone à base de PAN sec.
Conformément aux objectifs et aux tâches du « Centre d'ingénierie et de technologie des fibres de carbone à base de PAN » établi conjointement par les deux parties, l'équipe de fibres de carbone et de matériaux composites de NAMI utilisera sa plate-forme pilote de fibres de carbone pour réaliser une évaluation complète des performances des filaments de PAN secs produits par Kaitai Petrochemicals, en se concentrant sur la structure physico-chimique des filaments de PAN secs, l'évolution de la structure au cours du processus de carbonisation oxydative, ainsi que sur les fibres de carbone à base de PAN sec. Elle se concentre sur la structure physico-chimique des filaments de PAN secs, l'évolution structurelle au cours de la carbonisation à l'oxygène et le processus de moulage de préimprégnés de fibres de carbone à base de PAN sec, etc. En même temps, elle fournit des conseils techniques et des solutions d'optimisation pour l'usine de filaments de PAN sec de Kaitai Petrochemical.
Par rapport au procédé humide traditionnel, la fibre de carbone sèche présente une structure de section transversale unique (la figure ci-dessus montre la forme de la section transversale de la fibre de carbone sèche produite sur la plate-forme de fibre de carbone de l'Institut des matériaux de Ningbo, en utilisant le filament PAN sec de Kaitai Petrochemical comme matière première).
À propos de Shandong Kaitai Petrochemical Company
Shandong Kaitai Petrochemical Company est actuellement la seule entreprise engagée dans la préparation industrielle de produits de série en fibre de carbone à base de PAN sec en Chine, et s'est depuis longtemps engagée dans la recherche, le développement et l'application d'une série de produits en fibre de carbone sec avec des performances uniques et excellentes, et a réalisé l'industrialisation, la production haut de gamme, différenciée et personnalisée de fibres de carbone à base de PAN sec. Principaux projets commerciaux de l'entreprise : R&D et fabrication de filaments et de séries de produits en fibre de carbone, R&D et fabrication de fibres fonctionnelles, R&D et fabrication de fibres hautes performances et de matériaux composites.
Français Grâce à des échanges, des discussions et des prévisions répétés avec de nombreuses universités, unités de recherche scientifique et entreprises leaders de l'industrie sur la recherche et le développement de nouveaux produits à base de PAN et les perspectives du marché, la société a déterminé la stratégie de recherche et développement et de développement d'industrialisation des produits de la série de filaments de fibre de carbone secs, et a réalisé la recherche et le développement de la technologie et de l'équipement du processus de production pour la série de produits de filaments de PAN secs. 2022, « Filage à sec de filaments de fibre de carbone à base de PAN haute performance pour l'industrialisation » a été répertorié comme la technologie clé et la recherche et le développement d'équipements pour le filage à sec de filaments de fibre de carbone à base de PAN haute performance. La recherche et le développement de technologies et d'équipements clés » sont répertoriés comme le projet clé du programme de recherche et développement de Zibo (intégration de la ville et de l'école en dehors de la ville), en mars de la même année, a construit avec succès le premier ensemble de lignes de production de filaments de fibre de carbone à base de PAN à filage à sec de kilotonnes nationales, peut produire une variété de modèles et de caractéristiques de produits de filaments de fibre de carbone.
Filaments de fibre de carbone à base de PAN filés à sec produits par Kaitai Petrochemicals
En juillet 2022, la « filature à sec de filaments de fibre de carbone à base de PAN haute performance pour l'industrialisation des technologies clés et de la recherche et du développement d'équipements » de la société a passé avec succès l'évaluation des réalisations scientifiques et technologiques de la Fédération chinoise de l'industrie textile ; en mars 2024, la ligne de production d'origine après l'extension de la transformation du premier ensemble de 1 5 tonnes de filaments de fibre de carbone à base de PAN avec une petite ligne de production. La société a formé plus de 20 technologies brevetées nationales dans le domaine de la filature à sec de fibres de carbone à base de PAN et de sa soie brute.