經(jīng)高溫處理后,其含碳量超過90%以上之纖維材料,稱之為碳纖維。碳纖維之種類分類有許多方法,可依原料、特性、處理溫度與形狀來分類。若依原料可分為纖維素纖維系之嫘縈(Rayon)系與木質(zhì)(Lignin)系;聚丙烯腈(Polyacrylonitrile)系;瀝青(Pitch)系;?酚樹脂系與?氣相碳纖系等六種。若依特性則分為普通碳纖維;**度高模數(shù)碳纖維與活性碳纖維等三種。普通碳纖維之強(qiáng)力在120㎏/㎜2以下,楊氏模數(shù)(Young掇 Modulus)在10000㎏/㎜2以下者稱之;**度高模數(shù)者,則強(qiáng)力在150㎏/㎜2以上,模數(shù)在17000㎏/㎜2以上時(shí)稱之。日本大谷杉郎首先制成了聚氯乙烯瀝青基碳纖維,并發(fā)表了先驅(qū)性的瀝青基碳纖維的研究報(bào)告。無錫國(guó)產(chǎn)碳纖維供應(yīng)商家
1971年東麗公司將高性能聚丙烯腈基碳纖維產(chǎn)品(Torayca)投放市場(chǎng)。隨后產(chǎn)品的性能、品種、產(chǎn)量不斷發(fā)展,至今仍處于**地位。此后,日本東邦、旭化成、三菱人造絲及住友公司等相繼投入聚丙烯腈基碳纖維的生產(chǎn)行列。(見聚丙烯腈基碳纖維)1970年,日本吳羽化學(xué)工業(yè)公司采用大谷杉郎的**,首先建成年產(chǎn)120t普通型(GPCF)瀝青基碳纖維的生產(chǎn)廠,1978年產(chǎn)量增到240t。該產(chǎn)品被用作水泥增強(qiáng)材料后,發(fā)現(xiàn)效果很好,1984年產(chǎn)量增至400t,1986年再次增加到900t。錫山區(qū)選擇碳纖維銷售該產(chǎn)品被用作水泥增強(qiáng)材料后,發(fā)現(xiàn)效果很好,1984年產(chǎn)量增至400t,1986年再次增加到900t。
碳纖維,指的是含碳量在90%以上的**度高模量纖維。耐高溫居所有化纖**。用腈綸和粘膠纖維做原料,經(jīng)高溫氧化碳化而成,是制造航天航空等高技術(shù)器材的優(yōu)良材料。 [1]碳纖維主要由碳元素組成,具有耐高溫、抗摩擦、導(dǎo)熱及耐腐蝕等特性,外形呈纖維狀、柔軟、可加工成各種織物,由于其石墨微晶結(jié)構(gòu)沿纖維軸擇優(yōu)取向,因此沿纖維軸方向有很高的強(qiáng)度和模量。碳纖維的密度小,因此比強(qiáng)度和比模量高。碳纖維的主要用途是作為增強(qiáng)材料與樹脂、金屬、陶瓷及炭等復(fù)合,制造先進(jìn)復(fù)合材料。碳纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹脂復(fù)合材料,其比強(qiáng)度及比模量在現(xiàn)有工程材料中是比較高的。
表面化學(xué)結(jié)構(gòu)活性碳纖維固體表面原子呈不飽和結(jié)構(gòu),具有獨(dú)特的表面化學(xué)性能,微晶在燃燒溫度低時(shí)易與氧化介質(zhì)發(fā)生反應(yīng)生成氧化產(chǎn)物,主要有羧基、酚基、醌基等含氧基團(tuán),及含硫基、氮元素、鹵素等官能團(tuán)。其表面酸性與吸附平衡有密切的關(guān)系。按照國(guó)際純粹與應(yīng)用化學(xué)聯(lián)合會(huì)(IUPAC)的分類標(biāo)準(zhǔn),吸附劑的細(xì)孔分為三類:孔徑大于50nm的為大孔,2nm~50nm的為中孔,0.8nm~2nm的為微孔以及小于0.8nm的為亞微孔。活性炭纖維的孔主要是亂層結(jié)構(gòu)炭和石墨微晶形成的微孔。微孔的大量存在使活性炭纖維的表面積增大,同時(shí)也使其吸附量提高。高模量級(jí)(UHM):模量在395GPa以上;
在第三次國(guó)際碳纖維會(huì)議上(1985年,倫敦),曾建議按力學(xué)性能將碳纖維分成下列5級(jí)。超高模量級(jí)(UHM):模量在395GPa以上;高模量級(jí)(HM):模量在310~395GPa間;中模量級(jí)(IM):模量在255~310GPa間;超**度級(jí)(UHT):強(qiáng)度在3.5GPa以上,模量在255GPa以下;**度級(jí)(HT):強(qiáng)度達(dá)3.5GPa。這兩種分級(jí)法都有不足之處。現(xiàn)在高性能碳纖維產(chǎn)品分類由制造商自行標(biāo)明:原纖維種類、單絲孔數(shù)、直徑、排列方式(如平行、纏結(jié)、加捻等),有無表面處理(及其種類),有無上漿(及漿劑種類)等。一些重要的高性能商品名稱及性能,可見聚丙烯腈基炭纖維和瀝青基炭纖維。1969年,日本碳公司開發(fā)高性能聚丙烯腈基碳纖維獲得成功。新吳區(qū)定做碳纖維市場(chǎng)報(bào)價(jià)
在第三次國(guó)際碳纖維會(huì)議上(1985年,倫敦),曾建議按力學(xué)性能將碳纖維分成下列5級(jí)。無錫國(guó)產(chǎn)碳纖維供應(yīng)商家
另一種制造碳纖維的方法是氣相生長(zhǎng)法。將甲烷與氫的混合氣體在催化劑的存在下,于1000℃高溫下反應(yīng),可制得不連續(xù)的短切碳纖維,最大長(zhǎng)度可達(dá)50cm。其結(jié)構(gòu)不同于聚丙烯腈基或?yàn)r青基碳纖維,易石墨化,力學(xué)性能良好,導(dǎo)電性高,易形成層間化合物。(見氣相生長(zhǎng)炭纖維)分類及命名現(xiàn)在碳纖維的主要產(chǎn)品有聚丙烯腈基,瀝青基及黏膠基3大類,每一類產(chǎn)品又因原纖維種類、工藝及**終碳纖維性能等不同,又分成許多品種?!疤祭w維”一詞實(shí)際上是多種碳纖維的總稱,因此分類及命名就十分重要。無錫國(guó)產(chǎn)碳纖維供應(yīng)商家
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