碳纤维的发展现状VIP专享

碳纤维的发展现状碳纤维(carbonfiber)，它不仅具有碳材料的固有本征特性，又兼具纺织纤维的柔软可加工性，是新一代增强纤维碳，是纤维状的碳素材料，含碳量在 90%以上，其中含碳量高于 99%的称石墨纤维。与传统的玻璃纤维(GF)相比，氏模量是其 3倍多；它与凯芙拉纤维(KF-49)相比，不仅氏模量是其 2 倍左右，而且在有机溶剂、酸、碱中不溶不胀，耐蚀性出类拔萃。有学者在 1981 年将聚丙烯腈(PAN)基碳纤维浸泡在强碱溶液中，时间已过去 20 多年，它至今仍保持纤维形态。图 1 碳纤维碳纤维最早由美国联合碳化物公司和美国空军材料实验室于 1959 年投产，原丝采用粘胶纤维。1962 年，日本碳公司进行了通用级聚丙烯腈基碳纤维的生产。1971 年，日本东丽公司的高性能聚丙烯腈基碳纤维投产。沥青基碳纤维是日本吴羽化学工业公司于 1973 年投产的。联合碳化物公司生产了高模量沥青基碳纤维,1985 年，美国、日本及西欧的聚丙烯腈基碳纤维年生产能力共约有 7.25kt,沥青基碳纤维为 1.28kt。碳纤维一般以力学性能和制造原材料来进行分类。按力学性能一般可分为两类：a)通用型(GP)碳纤维；b)高性能型(HP)碳纤维。通用型碳纤维强度 1000MPa、模量 100GPa 左右，高性能型碳纤维又可分为高强型(强度 2000MPa、模量 250GPa)和高模型(模量在 300GPa 以上)。强度大于 4000MPa者称为超高强型;模量大于 450GPa 者称为超高模型。按原材料可分为 3 类：a)聚丙烯腈基(PAN)碳纤维；b)沥青基碳纤维；c)粘胶基（纤维素）碳纤维。3 种原料碳纤维的主要性能见表 1。表 13 种原料碳纤维的主要性能种类抗拉强度/MPa抗拉模量/GPa密度/g.£廿 3断后延伸率，%PAN 基碳纤维>3500>2301.76^1.940*6"2沥青基碳甘维J6003791.7k0粘胶基碳纤维2100J800414-5522.00.7碳纤维按照一束纤维中根数的多少分为小丝束和大丝束碳纤维。通常把IK、3K、6K、12K 和 24K 的称为小丝束，36K 以上碳纤维称为大丝束碳纤维，包括 48K〜480K 等。1K 为 1000 根丝。在聚丙烯腈基（PAN）碳纤维中，日本东丽公司的碳纤维为国际公认的代表性产品，分为 T 系列（碳化产品）、M 系列（石墨化产品）,规格有 T300（拉伸强度大于 3000MPa）,T700（拉伸强度大于 4500MPa（,T800,T1000（拉伸强度大于 7000MPa）等。碳纤维有长丝、短纤维、短切纤维等,可加工成织物、毡、席、带、纸及其他材料，如金属涂层。纤维。长丝和纤维织物一般加工成预浸料。此外，还可不经碳...