研发历史

碳纤维是以合成纤维或人造纤维为原料，在张力下，经热处理预氧化成不熔纤维，进 一步在惰性气氛下高温烧制碳化（或称石墨化）而成。其原料主要有聚丙烯腈纤维  （PAN），粘胶纤维和沥青纤维（Pitch）。

早在1850年，有人将天然纤维素纤维制成了碳丝，可以用来做电灯的灯丝，但这种碳丝强度不高。1959年美国人开始研究从人造丝制取碳纤维，将人造丝经200℃以上高温处理并加牵伸，从而制得具有良好性能的碳纤维，但还不是高强度、高模量的碳纤维。1964年英国Watt等人在聚丙烯腈（PAN）预氧化过程中对纤维施加张力，获得了高强度和高模量的碳纤维。其后，日本东丽公司研发出聚丙烯腈共聚物纤维，并结合国外碳化技术生产出高强度、高模量碳纤维。

产品应用

碳纤维具有优异的力学性能，抗张强度为360-720 kg/mm2,模量为2.4万-3万kg/mm2，断裂伸长率为1.5-2.0%，耐高温（可在380℃左右使用），但比重稍高于芳纶（碳纤维比重为1.76-1.8 g/c m3）。

碳纤维主要应用于飞机，火箭，导弹，卫星等航空航天器具中使用的复合材料，也可用于赛车，船舶，防弹衣，滑雪板，钓鱼杆，网球拍等需要高强度力学性能用品的制造。

研发趋势

碳纤维具有重要的军事用途，其制造技术及研发情况，均属各国技术保密内容。但进一步提高碳纤维性能，改进碳纤维制造工艺应是碳纤维的研发趋势。

（撰稿 胡汉杰）

主要文献：

1．《 高分子科学今天与明天》  施良和  胡汉杰 主编 1994年出版 化工出版社

2．《高分子科学技术发展简史》钱保功　王洛礼　王霞瑜　编著1994年出版 科学出版社