碳纖維的起源及發(fā)展

碳纖維的起源及發(fā)展

　     碳纖維問世于19世紀60年代，在20世紀50～60年代工業(yè)化，是應宇航工業(yè)對耐燒蝕和輕質高強材料的迫切需求發(fā)展起來的。碳纖維主要是由碳元素組成的一種特種纖維，其含碳量隨種類不同而異，一般在90％以上。它是由有機母體纖維（粘膠、瀝青、酚醛、聚丙烯腈等含碳量較高、在熱處理過程中不熔融的化學纖維）采用高溫分解法在1000～3000度高溫的惰性氣體下經預氧化、碳化、石墨化等工藝制成，其結果是除碳以外的所有元素都予以去除。碳纖維呈黑色，堅硬，具有強度高、重量輕等特點，是一種力學性能優(yōu)異的新材料，它的比重不到鋼的1/4、抗拉強度是鋼的7-9倍、抗拉彈性模量亦高于鋼。由于聚丙烯腈基碳纖維生產工藝較簡單，產品力學和高溫性能優(yōu)異，而且兼有良好的結構和功能特性，所以發(fā)展較快，已成為高性能碳纖維發(fā)展和應用最主要和占絕對優(yōu)勢的品種，是當前碳纖維的主流，其產量占90％左右。聚丙烯腈基原絲、碳纖維生產工藝流程長，技術關鍵點多，生產壁壘高，是多學科交叉、多技術集成的系統(tǒng)工程，其中原絲的生產技術更是關鍵所在，主要表現在原絲的噴絲工藝、丙烯腈聚合工藝、丙烯腈與溶劑及引發(fā)劑的配比等，要生產出高純度原絲，把先天性缺陷降低到最小程度，根本的是聚合所用原材料要純凈化，紡絲空間應潔凈化，所用設備應耐腐蝕。