新的碳纤维氧化：时间缩短2~3倍，能耗降低75%，成本降低20%

文章来源：PT现代塑料

位于美国田纳西州诺克斯维尔的RMX Technologies公司与美国能源部橡树岭国家实验室（简称“ORNL”）签署了一项新技术的专有许可协议，这项新技术能够大幅减少生产碳纤维所需的时间和能耗。

降低高强轻质的碳纤维成本并扩大其应用范围，可在不影响安全性的情况下，改善包括汽车、卡车和飞机在内的各种交通工具的能源效率。

ORNL/RMX等离子处理技术是在碳纤维生产氧化阶段使用的一种新方法，在此阶段中，聚合物材料在炭化前得到氧化或稳定。

在氧化过程中，热塑性的前驱体转化成一种受热不再熔化的热固性材料。氧化是多个步骤的碳纤维转化过程中最耗时的过程。

“在传统的生产系统中, 氧化通常需要80~120min.。”ORNL的共同发明人Felix Paulauskas解释说，“我们找到了一种方法，能够将时间缩短2~3倍， 所以我们能够用25~35分钟的时间加工纤维。”

与传统的氧化技术相比，该团队的等离子氧化技术将单位能耗降低了75%，生产成本降低了20%，同时保持或提高了所生产的碳纤维的质量。

等离子氧化可被用于生产各种级别的碳纤维，从低端的工业级别到高端的航空级别。

Paulauskas在8年前为等离子氧化方法开发了科学概念，然后与RMX Technologies一起开发了原型并在实验室中验证了这项技术。

2014年，RMX Technologies在其工厂建成了一个1t的等离子氧化炉，并于第二年开始，从开发阶段进入规模化和商业化阶段。

“我们正在与我们的行业合作伙伴一起，实现这项技术的商业化，以制造低成本的碳纤维，创造更有质量的工作。”RMX Technologies的总裁Rodney Grubb说，“通过与ORNL合作，我们已证明了这项技术能够节省75%的能源。我们制成了一种高质量的纤维，而且设备只占用了不到一半的空间。我们的一家生产碳纤维的合作伙伴告诉我们，等离子氧化不再是一个科学项目，这项技术是可行的。”

Grubb表示，该公司为其商业合作伙伴——碳纤维生产设备制造商C.A. Litzler提供了报价，以出售其第一个等离子氧化炉。

RMX Technologies的子公司——4M Industrial Oxidation将共同参与制造，并将许可C.A. Litzler应用这项技术。

“这项技术的商业化能够加速碳纤维在汽车行业的应用并扩展到其他受益于高强轻质材料的应用领域。”RMX Technologies的研发副总裁Truman Bonds表示。

美国能源部车辆技术办公室已为ORNL研究碳纤维的等离子氧化技术提供了资助。