宁波材料所特种纤维团队在木质素基碳纤维研究方面取得进展
碳纤维作为先进复合材料最重要的增强体，被广泛应用于航空、航天以及高端体育休闲用品等领域。但是，目前市场上90%以上的碳纤维都是以聚丙烯腈（PAN）为原料生产的。PAN来源于不可再生的化石资源，价格较高且经常受到国际原油价格波动的影响，导致碳纤维生产成本居高不下、应用范围受到极大的限制。利用可再生的生物质资源开发碳纤维有望解决目前PAN基碳纤维价格过高、应用受限的问题。
木质素是自然界中含量最丰富的天然芳香族高分子。其作为制浆造纸工业的主要副产物，产量巨大，成本低廉，但是至今未能得到有效利用。木质素含有丰富的碳元素和具有较高的碳化收率，是制备碳纤维的理想原料。以木质素为原料生产碳纤维，不仅有利于实现木质素的高值化利用，充分利用可再生资源和保护生态环境，而且还有利于碳纤维的可持续发展，减轻其对化石资源的依赖。
但是，木质素基碳纤维的研究与开发目前仍然面临着许多挑战，如满足碳纤维制备要求的“三高”（高纯度、高分子量和高碳含量）木质素原料的供应体系尚未形成，木质素自身纺丝成型极其困难。木质素是一种三维网状的无定型聚合物，分子量较低且分布很宽，在纺丝过程中难以承受较大的牵伸张力，通常只能制得直径较粗、取向较低的木质素原丝。中国科学院宁波材料所特种纤维团队欧阳琴副研究员等人采用酯化和自由基共聚两步法改性技术制备了一种具有良好可纺性和热稳定性的木质素-丙烯腈共聚物。采用该共聚物和湿法纺丝工艺制得高质量的连续原丝，经热稳定化和炭化处理后，制得结构致密的碳纤维，为高效利用木质素和进一步提高碳纤维的力学性能奠定了重要基础。
该工作的部分研究结果已发表在ACS Sustainable Chem. Eng. （2016, doi: 10.1021/acssuschemeng.5b01442）、J. Mater. Sci.（2017, doi:10.1007/s10853-017-0977-x）等国外期刊上，更多研究结果陆续整理发表中。该工作得到了国家自然科学基金（21404111）和国家重点研发计划“新能源汽车专项”（2016YFB0101702）等项目的支持。
论文链接：
http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acssuschemeng.5b01442
https://link.springer.com/article/10.1007/s10853-017-0977-x
来源：中科院宁波工研院特种纤维事业部
免责声明：部分资料来源于网络，转载的目的在于传递更多信息及分享，并不意味着赞同其观点或证实其真实性，也不构成其他建议。仅提供交流平台，不为其版权负责。如涉及侵权，请联系我们及时修改或删除。邮箱：info@polymer.cn
相关进展
诚邀投稿
欢迎专家学者提供稿件（论文、项目介绍、新技术、学术交流、单位新闻、参会信息、招聘招生等）至info@polymer.cn，并请注明详细联系信息。高分子科技®会及时推送，并同时发布在中国聚合物网上。
欢迎加入微信群 为满足高分子产学研各界同仁的要求，陆续开通了包括高分子专家学者群在内的几十个专项交流群，也包括高分子产业技术、企业家、博士、研究生、媒体期刊会展协会等群，全覆盖高分子产业或领域。目前汇聚了国内外高校科研院所及企业研发中心的上万名顶尖的专家学者、技术人员及企业家。
申请入群，请先加审核微信号chemshow （或长按下方二维码），并请一定注明：高分子+姓名+单位+职称（或学位）+领域（或行业），否则不予受理，资格经过审核后入相关专业群。