碳纤维棒的化学类别和工艺简介

■碳纤维(Carbon Fibre)是纤维状的碳材料，及其化学组成中碳元素占总质量的90%以上。碳纤维及其复合材料具有高比强度，高比模量，耐高温，耐腐蚀，耐疲劳，抗蠕变，导电，传热，和热膨胀系数小等一系列优异性能，它们既可以作为结构材料承载负荷，又可以作为功能材料发挥作用。因此，碳纤维及其复合材料近年来发展十分迅速。  一、碳纤维生产工艺 可以用来制取碳纤维的原料有许多种，按它的来源主要分为两大类，一类是人造纤维，如粘胶丝，人造棉，木质素纤维等，另一类是合成纤维，它们是从石油等自然资源中提纯出来的原料，再经过处理后纺成丝的，如腈纶纤维，沥青纤维，聚丙烯腈(PAN)纤维等。 经过多年的发展，目前只有粘胶(纤维素)基纤维、沥青纤维和聚丙烯腈(PAN)纤维三种原料制备碳纤维工艺实现了工业化。 

碳纤维棒的化学类别

1，粘胶(纤维素)基碳纤维棒 用粘胶基碳纤维增强的耐烧蚀材料，可以制造火箭、导弹和航天飞机的鼻锥及头部的大面积烧蚀屏蔽材料、固体发动机喷管等，是解决宇航和导弹技术的关键材料。粘胶基碳纤维还可做飞机刹车片、汽车刹车片、放射性同位素能源盒，也可增强树脂做耐腐蚀泵体、叶片。

2，沥青基碳纤维棒 1965年，日本群马大学的大谷杉郎研制成功了沥青基碳纤维。从此，沥青成为生产碳纤维的新原料，是目前碳纤维领域中仅次于PAN基的第二大原料路线。大谷杉郎开始用聚氯乙稀(PVC)在惰性气体保护下加热到400℃，然后将所制PVC沥青进行熔融纺丝，之后在空气中加热到260℃进行不熔化处理，即预氧化，再经炭化等一系列后处理得到沥青基碳纤维。 目前，熔纺沥青多用煤焦油沥青、石油沥青或合成沥青。

1970年，日本吴羽化学工业公司生产的通用级沥青基碳纤维上市，至今该公司仍在规模化生产。1975年，美国联合碳化物公司(Union Carbide Corporation)开始生产高性能中间相沥青基碳纤维“Thornel-P”,年产量237t。

碳纤维的核心生产技术在日本和美国等发达国家被垄断。由于国防工业，它一直对中国施加严格的技术封锁。过去，碳纤维无法在国内生产。通过国家政策的支持和国内企业的努力发展，目前，国产碳纤维已经能够批量生产T800以下的碳丝，但产品质量却比日常生产差一些。T800产品只能在中国少量生产。T800以上及M系列无法在国内生产。丝绸原料被垄断甚至被禁止在国外销售，因此价格相对较高。另外，用于生产碳纤维的材料相对昂贵并且工艺非常复杂，因此碳纤维生丝的价格并不便宜。目前，低端碳纤维可在国内大量生产，并受到国外低成本产业的抑制。生丝的价格比以前便宜很多，但是高端碳纤维材料仍然是高价奢侈品。

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