1.2.1(3)粘胶碳纤维
碳纤维材料的性能
碳纤维材料的性能及应用摘要：介绍了碳纤维及其增强复合材料，详细介绍了碳纤维复合材料的分类和特性,着重阐述了碳纤维及其复合材料在高新技术领域和能源、体育器材等民用领域的应用,并对未来碳纤维复合材料的发展趋势进行了分析。
关键词：碳纤维性能应用0引言碳纤维复合材料具有轻质、高强度、高刚度、优良的减振性、耐疲劳和耐腐蚀等优异性能。
以高性能碳纤维复合材料为典型代表的先进复合材料作为结构、功能或结构/功能一体化材料，不仅在国防战略武器建设中具有不可替代性,在绿色能源建设、节约能源技术发展和促进能源多样化过程中也将发挥极其重要的作用.若将先进碳纤维复合材料在国防领域的应用水平和规模视作国家安全的重要保证，则碳纤维复合材料在交通运输、风力发电、石油开采、电力输送等领域的应用将与有效减少温室气体排放、解决全球气候变暖等环境问题密切相关。
随着对碳纤维复合材料认识的不断深化，以及制造技术水平的不断提升，碳纤维复合材料在相关领域的应用研究与装备不断取得进展，借鉴国际先进的碳纤维复合材料应用经验，牵引高性能碳纤维及其复合材料的国产化步伐,对于改变经济结构、节能减排具有重要的战略意义。
1碳纤维材料1.1何为碳纤维材料碳纤维是一种含碳量在9 2％以上的新型高性能纤维材料, 具有重量轻、高强度、高模量、耐高温、耐磨、耐腐蚀、抗疲劳、导电、导热和远红外辐射等多种优异性能, 不仅是21 世纪新材料领域的高科技产品，更是国家重要的战略性基础材料，政治、经济和军事意义十分重大。
碳纤维分为聚丙烯睛基、沥青基和粘胶基3种，其中90 % 为聚丙烯睛基碳纤维。
聚丙烯睛基碳纤维的生产过程主要包括原丝生产和原丝碳化两部分.用碳纤维与树脂、金属、陶瓷、玻璃等基体制成的复合材料，广泛应用于航空航天领域 体育休闲领域以及汽车制造、新型建材、信息产业等工业领域。
1。
2碳纤维的特点碳纤维是纤维状的碳材料, 由有机纤维原丝在1 000 以上的高温下碳化形成, 且含碳量在90%以上的高性能纤维材料。
世界三大高性能纤维简介
世界三⼤⾼性能纤维简介中国⾼性能纤维复合材料需求将⽇渐强劲，尤其是航天航空、汽车、风电等领域。
根据JEC集团研报显⽰，最近⼏年全球复合材料需求增长⼀半都在亚洲，亚洲尤其中国市场增长较快，预计到2013年中国将占据全球复合材料市场增长43%的份额；⽬前国内复合材料⽤于交通运输的⽐例相对⽐较⼩，只占5%，低于全球24%平均⽔平；在⼯业设备领域⽐例为10%，也低于全球26%的平均⽔平。
⽬前⾼性能纤维在飞机上的⽐例为50%-80%，波⾳公司预计到2025年中国运输飞机数量将是原有的3倍；国内风电和汽车领域需求旺盛，⾼性能纤维复合材料作为⼀种先进的轻质⾼强材料，符合风⼒发电机组⼤容量发展趋势，迎合汽车安全、轻型化发展⽅向。
世界三⼤⾼性能纤维：（1）芳纶纤维：⽬前全球芳纶纤维整体已出现供过于求局⾯，但其中芳纶1414的供求形势依旧偏紧。
国内芳纶纤维消费旺盛，年复合增长率约为30%。
我们认为，随着供给增加，国内⾼温滤料⽤芳纶1313或将出现产能过剩，芳纶1313在需有⼀定技术含量的防护领域、芳纶纸⾼端产品应⽤领域市场潜⼒⼤；国内芳纶1414主要依靠进⼝，供给是关键。
芳纶简介 芳纶全称为"聚对苯⼆甲酰对苯⼆胺",英⽂为Aramid fiber（杜邦公司的商品名为Kevlar），是⼀种新型⾼科技合成纤维，具有超⾼强度、⾼模量和耐⾼温、耐酸耐碱、重量轻等优良性能,其强度是钢丝的 5～6倍，模量为钢丝或玻璃纤维的2～3倍，韧性是钢丝的2倍，⽽重量仅为钢丝的1/5左右，在560度的温度下，不分解，不融化。
它具有良好的绝缘性和抗⽼化性能，具有很长的⽣命周期。
芳纶的发现，被认为是材料界⼀个⾮常重要的历史进程。
芳纶纤维是重要的国防军⼯材料，为了适应现代战争的需要，⽬前，美、英等发达国家的防弹⾐均为芳纶材质，芳纶防弹⾐、头盔的轻量化，有效提⾼了军队的快速反应能⼒和杀伤⼒。
在海湾战争中，美、法飞机⼤量使⽤了芳纶复合材料。
黏胶纤维标准综述
粘胶纤维标准综述yl ******摘要：纺织标准化是纺织工业的一项综合性基础工作，对于改善经营管理、提高产品质量、组织专业化生产、节约原材料、保障安全、扩大国际贸易、提高经济效益都有重要的作用。
本标准规定了粘胶短纤维的产品分类、技术要求、试验方法、检验规则、标志、包装、运输、存储的要求关键词：粘胶纤维标准特点发展应用领域一、粘胶纤维的发展概况粘胶纤维的问世仅迟于纤维素硝酸酯纤维，是最古老的化学纤维品种之一。
粘胶纤维工业化生产已经一百年了，在这一百年里，生产技术不断进步，从普通型纤维发展到强力型纤维、高湿模量型纤维。
目前世界粘胶纤维的产量约占化学纤维总产量的12%左右。
20世纪70年代以后，由于合成纤维的迅速发展，以及粘胶纤维生产工艺冗长，“三废”污染严重等原因，在发达国家产量开始下降。
我国化学纤维工业的建立是从粘胶纤维开始的。
从20世纪50年代开始，我国先后建了粘胶纤维的生产厂，如丹东化学纤维厂、保定化学纤维厂等。
50年来粘胶纤维稳步发展，从20世纪90年代起我国粘胶纤维工业快速发展，产量以平均每年10%以上的速度增长，2004年我国粘胶产量达90万吨，占世界总产量的1/3，保持粘胶纤维第一生产大国的地位。
粘胶纤维在我国发展潜力巨大.同时也面临的的问题有（1）环保问题：粘胶纤维生产存在对环境的污染问题，主要是硫化氢、二硫化碳对周围大气的污染及废水中有机物、硫酸盐对水质的污染（2）差别化粘胶纤维：国内粘胶纤维品种还十分单一，以常规品种为主，化纤差别率只有25%左右，更缺乏在非服用领域的开发研究。
二．粘胶纤维主要性能粘胶纤维的性能粘胶纤维的优点：吸湿及解湿性能好，透气性好，柔软性好，穿着舒适；染色性能优良；对光、热及化学试剂稳定性高；不起球，不易起静电，也不易沾污，更没有棉花加工中出现的棉尘问题；废弃物可自然降解，符合环境与可持续性发展。
粘胶纤维的缺点:湿牢度仅为干牢度的一半，疲劳强度低，不耐磨，抗皱性差，高水膨润和尺寸稳定性差，保水率过高造成干燥时间长，防霉防蛀能力较低。
粘胶基碳纤维的制备方法
粘胶基碳纤维的制备方法
粘胶基碳纤维是指以聚丙烯腈（PAN）为原料，通过高温炭化处理制备而成的一种高强度、高模量的纤维材料。
其主要应用在航空航天、汽车、电子、石化等领域中。
下面介绍其制备方法：
1. 处理原料
将PAN均匀分散在外加剂和水中的乳液中，对乳液进行混合搅拌，得到颗粒均匀、稳定的PAN浆液。
2. 纺丝
将PAN浆液装入纺丝机中进行纺丝，并且将纺出的丝线收取到盘子上。
此时，由于丝线较为脆弱，需要对其进行固化处理以提高其强度和拉伸性。
固化处理使用热空气或水浸的方式进行。
3. 氧化
将固化后的纤维进行氧化处理，通常使用的氧化剂是氧气，将丝线放入氧气烤箱中进行烘烤，使其发生氧化反应，形成氧化PAN纤维。
该步骤的主要作用是改变纤维的化学结构，形成较强的氧化层，以提高炭化后的制品性能。
4. 碳化
将氧化后的纤维进行碳化，过程中需要加入高温、高压的氮气或氩气等惰性气体，以防止纤维氧化。
碳化窑炉通常采用化学气相沉积（CVD）或热解等方法进行，将纤维加热到高温下，使其分解并重新组合成纯净的碳。
碳化后的纤维具有较强的机械性能和耐高温、耐腐蚀的特性。
5. 表面改性
为了使粘胶基碳纤维更好地适应各种应用场合，对其进行表面改性是非常必要的。
通常采用的方法有电化学和化学涂层等方式，使表面覆盖上防氧化层或具有特定性能的附属层。
以上就是粘胶基碳纤维的制备方法，这种材料的应用非常广泛，所以其制备技术也在不断地优化和改进。
随着技术的不断发展，相信将来这种材料将会更加完美。
碳纤维工艺简介
碳纤维工艺简介1 概要所谓碳纤维是指碳的重量含量占90%以上的纤维状碳材料。
由于碳在各种溶剂中不溶解，在隔绝空气的惰性气氛中(常压下)，碳在高温时也不会熔融。
只有在10MPa、3000K以上高温条件下，才不经液相直接升华。
所以不能通过常规熔融纺丝和溶液纺丝的方法来制备碳纤维。
一般通过有机纤维有在惰性气体中高温碳化而制得。
有机化合物在惰性气体中加热到1000——3000℃时，所有非碳原子将逐步被驱除，碳含量逐步增加，固相间发生一系列脱氢、环化、交联和缩聚等化学反应，最终形成了碳纤维。
制造碳纤维所用的有机纤维应具有含碳量高、强度大、工艺性能好、在转化成碳纤维过程中不熔化等特点。
根据碳纤维的性能与用途，一般有三种分类方法：1)按照所采用的原料不同，可分为聚丙烯睛(PAN)基碳纤维、沥青基碳纤维、粘胶基碳纤维、酚醛树脂基碳纤维、聚酞亚胺基碳纤维、其他有机纤维基碳纤维等。
目前各国生产的高强度、高模量的碳纤维所用原丝主要以PAN纤维为主。
2)按照制造条件和方法的不同，可分为碳纤维、石墨纤维、氧化纤维、活性碳纤维、气相生长碳纤维等。
3)按力学性能分类，可分为通用级碳纤维和高性能碳纤维，其中高性能碳纤维又细分为中强型、高强型、中模型、高模型、超高模型。
2 聚丙烯腈基碳纤维的原料丝PAN原丝BASF的新的PAN原丝生产工艺是在52℃，一个大气压下用氧化还原性催化剂，在无离子水中进行连续悬浮聚合制得丙烯腈，甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸的共聚体。
产物从反应器中连续排出，未反应单体和部分水被从产物中分离，经冷凝后回反应器。
脱气后的产物浆液经真空过滤后水洗，生成含水50WT%的料块。
湿料块先与少量的表面活性剂和润滑剂混合，然后挤压成1/8英寸的粒子，再干燥到含水2wt%。
之后再喷洒乙腈水溶液增塑成可熔融挤出的塑料粒子。
最终的复合粒子含聚合物72.7wt%，丙酮腈13.9wt%和水13.4wt%。
含有增塑剂、表面活性剂和润滑剂的复合聚合物粒子在174℃的电加热挤压机中均匀熔融，熔体经过组件的过滤，从孔径为55m的6000孔喷丝板挤出，再牵伸至单丝纤度为9旦的共6K丝束，再经上油以抗凝结和抗静电，干燥以去除丙烯腈和水。
碳纤维_一种高性能的新兴工业材料
第11期(总第138期)№11(Serial№138)福 建 轻 纺TheLi ght&TextileIndustriesofFu jian2000年11月NOV.2000碳纤维———一种高性能的新兴工业材料朱泽贺 武立付 马玉梅(蚌埠神风工业用布集团,安微蚌埠233010)(蚌埠第二麻纺厂,安微蚌埠) 摘要:介绍了新兴工业材料碳纤维的性能特点、应用概况、制造工艺、以及国内外发展现状。
关键词:碳纤维;前驱体;制造工艺;预氧化;碳化中图分类号:TS102.4+3文献标识码:A文章编号:10072550X(2000)11200012040 前言碳纤维是一种高科技含量的新兴工业材料,具有多种优异的性能特点:(1)低比重、高强度和高模量;(2)耐高温、耐腐蚀、耐摩擦和耐疲劳;(3)振动衰减性高、电与热传导性高、热膨胀系数低;(4) X光穿透性高,且为非磁性材料,并有着很强的电磁遮蔽性等等。
尤其是碳纤维在具备很高强度的同时,还能呈现出良好的刚性;并且在高性能纤维行列中,有着最高的比强度(强度/密度)和比模量(模量/密度)。
正是因为碳纤维所拥有的突出性能,使其在飞机、导弹、油田装备、纺织机械、防腐化工设备、汽车部件、精密仪器、防静电制品、建筑材料以及运动器材、娱乐用品等众多领域及产品中得到广泛应用,并且越来越受到人们的重视和青睐。
即使在对材料性能要求极为苛刻的航天工业中,碳纤维也同样占有十分重要的位置。
1 碳纤维的分类及特点碳纤维与芳纶、硼纤维、凯芙拉等同属于高性能特种材料,它是利用粘胶纤维、聚丙烯晴纤维和沥青纤维等有机纤维,在惰性气体(氮气)中经过高温状态碳化而成。
碳纤维通常是以连续的长丝形态生产,这就要求上述有机纤维应先由原料制成长丝纤维,这种长丝状的纤维则称为碳纤维的前驱体。
能够达到工业化生产的碳纤维,根据其不同的前驱体,可主要分为粘胶基碳纤维(Rayon CF)、聚丙烯晴基碳纤维(PANCF)和沥青基碳纤维(PitChCF)等三大类。
催化碳材料：碳纤维 活性炭纤维
结 构与
的 孔
1 ACF GAC
脱硫性能
使吸附质分子不需穿过象活性炭上的大孔、中孔而直接到达微孔的 吸附部位,缩短了吸附行程。再者ACF 的外表面积大,在外面的孔口 多,容易使分子吸附和脱附,且孔径分布窄(图2) 。
图2 ACF 与GAC 的孔径分布
脱硫性能
因此ACF 具有常规活性碳无法比拟的优越性,较典型的例子是将ACF 应用于烟气脱硫。ACF 连续脱除烟气中SO2 的原理如下(见图3)。
脱硫反应 基于ACF具有常规活性炭无法比拟的吸附性能，把活性炭纤维用于SO2
脱除具有广阔的应用前景
脱HCl 目前，工业上多采用活性炭及分子筛类催化剂。以PAN-ACF作此类反应的催 化剂，显示出明显的优势。在由1,2-二氯乙烷制氯乙烯的反应中，选择性高 达99%以上，转化率远高于活性炭类催化剂，温度较分子筛催化剂低100150℃，且无积炭现象发生.
5. 体密度小，漏损小，处理速度快，可实现设备小 型化、高效化和自动化；
6. 杂质少，纯度高，不会污染吸附的气体或液体； 7. 强度高，粉尘少，不会造成二次污染； 8. 形态好，后加工性好，适应性强，有纤维、布、
毡、纸以及蜂窝结构、波纹板和各种定型制品； 9. 易再生，失活少，使用寿命长。 10. 导电、导热、蓄热量小，操作、维修方便，使用
2. 有效吸附孔分布窄，属于单分散型，活性炭属于 多分散型孔分布；
3. 没有或很少有大孔，且为径向开孔扩散阻力小， 吸附、脱附有行程短，吸脱速度快，约为活性炭 的10-100倍；
4. 外表面积（0.2-2m2/g)较AC（0.001m2/g)大得多， 吸附位多，吸附容量大；
ACF与AC相比，具有如下特点
丙烯晴共聚用单体 聚合
碳纤维生产原材料
碳纤维的生产原材料主要是聚丙烯腈（PAN）、石油沥青、粘胶纤维等有机高分子材料。
这些原材料在生产过程中经过特定的化学处理和物理加工，最终转化为碳纤维。
下面详细介绍这些原材料：
1. 聚丙烯腈（PAN）：是目前应用最广泛的碳纤维原丝材料。
它具有良好的成膜性和纺丝性能，能够制得高质量的原丝。
PAN基碳纤维具有良好的力学性能、耐化学腐蚀性和较低的成本。
2. 石油沥青：作为一种廉价的原料，沥青基碳纤维具有良好的热稳定性和成本效益。
但是，与PAN基碳纤维相比，其力学性能和化学稳定性相对较低。
3. 粘胶纤维：粘胶纤维也可以作为碳纤维的原材料，但它的应用相对较少，主要原因是其力学性能和耐化学性不如PAN。
在碳纤维的生产过程中，这些原材料首先经过制备成原丝，然后通过碳化、石墨化等工艺转化为碳纤维。
其中，碳化是将原丝在高温下进行氧化和碳化处理，去除原丝中的非碳元素，使其转化为碳元素。
石墨化则是在更高温度下，使碳纤维中的碳原子平面排列有序，从而提高碳纤维的力学性能。
碳纤维作为一种高性能的新材料，广泛应用于航空航天、体育用品、汽车、风电等领域，其优良的性能和逐渐降低的成本使得碳纤维在未来的应用前景十分广阔。
碳纤维及其复合材料
施张力使纤维 施张力约 高强 施张力约
伸长约10% 。 0.5N/束。
12N/ 束。
6.2.1 聚丙烯腈碳纤维旳制备
聚丙烯腈旳构造：
均聚体旳聚合物中存在大量旳－CN基团，大分子 间作用力强，无侧链，使预氧化和碳化生产周期长， 成本高，强度低。
CH2 CH C N
6.2.1 聚丙烯腈碳纤维旳制备
采用共聚体可处理上述问题，共聚体旳原丝使活 化能降低，有利于增进环化和交联，缓解预氧化物放 热反应，改善纤维旳致密性和均匀性。
在乱层石墨构造中，石墨层片是基本旳构造单元，若干层片 构成微晶，微晶堆砌成直径数十纳米、长度数百纳米旳原纤，其 直径约数微米。原纤呈现弯曲、彼此交叉旳许多条带状构造构成， 条带状旳构造之间存在针形空隙，大致沿纤维轴平行排列。
石墨层片旳缺陷 及边沿碳原子
基本构造单元
石墨微晶 二级构造单元
原纤维构成碳纤维单丝 碳纤维旳三级构造单元
低性能碳纤维 耐火纤维，碳质纤维，石墨纤维等
短纤维
长纤维
6.4 碳纤维旳构造与性能
6.4.1 碳纤维旳物理构造（层状平面环） 碳纤维旳构造决定于原丝构造与碳化工艺。 对有机纤维进行预氧化、碳化等工艺处理旳目旳 是，除去有机纤维中除碳以外旳元素，形成聚合多环 芳香族平面构造。
材料旳性能主要决定于材料旳构造。构造有两 方面旳含义：一是化学构造，二是物理构造。
在制备碳纤维旳过程中，不论采用什么原材 料，都要经过上述五个阶段，即原丝预氧化（拉 丝、牵伸、稳定）、碳化以及石墨化等，所产生 旳最终纤维，其基本成份为碳。
6.2 碳纤维旳制备
PAN基碳纤维制备工艺流程：
PAN原丝200300C 1150惰气 碳纤维 2100C石墨化 石墨纤维
粘胶纤维生产基本知识
CHAPTER
1
粘胶纤维概述
1.1 化纤概述
纤维分为化学纤维和天然纤维两大类：
化学 纤维
再生纤维 合成纤维 无机纤维
再生纤维素纤维 再生蛋白质纤维 醋酯纤维
玻璃纤维 金属纤维 碳纤维
天然 纤维
植物纤维：棉、麻 动物纤维：丝、毛 矿物纤维：石棉
涤纶（聚酯纤维） 锦纶（聚酰胺纤维） 腈纶（聚丙烯腈纤维） 维纶（聚乙烯醇纤维） 乙纶（聚乙烯纤维） 丙纶（聚丙烯纤维） 氨纶（聚氨酯纤维） 氯纶（聚氯乙烯纤维）
应用：
人造丝——可纯织，也可交织，主要用于制作服装、床上用品和装饰等。 粘胶短纤维——用途最广，可纯纺纯织，也可混纺交织，用于生产衣用织物。 强力丝——用于轮胎、帘子线、运输带、胶管。
1.4 粘胶纤维的指标
纤度：旦(D)、公支(Nm)、特(tex) 强度：强度（克/旦）、断裂长度（千米）、
稀硫酸用铅，因为在铅表面形成硫酸铅保护膜，但是高温下，铅的耐腐蚀性极差。 近年多采用聚氟乙烯塑料代替金属，但是高温60℃和低温0℃均不能使用。 15%、78~90%和96%以上的浓硫酸在低于12℃时都易发生冻结现象。高浓度硫酸
也要调整到92.5%，才能防止冻结。
碳纤维布粘胶用量计算公式
碳纤维布粘胶用量计算公式引言。
碳纤维是一种具有高强度、高模量、轻质的新型材料，因其优异的性能而被广泛应用于航空航天、汽车制造、体育器材等领域。
在制造过程中，碳纤维布通常需要与粘胶进行结合，以增强其机械性能和耐久性。
因此，粘胶用量的计算对于生产过程至关重要。
本文将介绍碳纤维布粘胶用量的计算公式及其应用。
碳纤维布粘胶用量计算公式。
碳纤维布粘胶用量的计算公式可以通过以下步骤得出：步骤一，计算碳纤维布的面积。
首先，需要测量碳纤维布的长度和宽度，然后通过以下公式计算碳纤维布的面积：碳纤维布面积 = 长度×宽度。
步骤二，确定粘胶的用量。
接下来，需要确定每平方米碳纤维布所需的粘胶用量。
这通常由生产厂家提供，也可以通过实验测定得出。
步骤三，计算粘胶的总用量。
最后，通过以下公式计算粘胶的总用量：粘胶总用量 = 碳纤维布面积×每平方米碳纤维布所需的粘胶用量。
应用举例。
假设一块碳纤维布的长度为2米，宽度为1米，碳纤维布每平方米所需的粘胶用量为0.5千克。
那么，根据上述公式，可以计算出粘胶的总用量为：碳纤维布面积 = 2米× 1米 = 2平方米。
粘胶总用量 = 2平方米× 0.5千克/平方米 = 1千克。
因此，这块碳纤维布的粘胶总用量为1千克。
注意事项。
在进行碳纤维布粘胶用量的计算时，需要注意以下几点：1. 碳纤维布的长度和宽度应该准确测量，以确保计算结果的准确性。
2. 粘胶的用量应该根据实际需要进行调整，以满足产品的性能要求。
3. 碳纤维布粘胶用量的计算公式只是一个基本的参考，实际应用中可能会受到其他因素的影响，需要结合实际情况进行调整。
结论。
碳纤维布粘胶用量的计算公式是生产过程中的重要工具，可以帮助生产厂家准确计算所需的粘胶用量，从而提高生产效率和产品质量。
通过本文的介绍，相信读者对碳纤维布粘胶用量的计算有了更深入的了解，希望能对相关行业的从业人员有所帮助。
粘胶碳纤维工艺流程
粘胶碳纤维工艺流程
粘胶碳纤维的工艺流程一般包括以下几个步骤：
1. 原材料准备：准备碳纤维、树脂和其他添加剂等原材料。
2. 纤维预处理：将碳纤维经过清洗、除杂、干燥等处理，以提高纤维的表面性能和纯度。
3. 制备纤维纱线：将碳纤维经过纱线化处理，使其成为连续的纤维束。
4. 喷涂胶粘剂：将树脂胶粘剂喷涂或浸渍到纤维纱线上，以增强纱线的结合力和成型性能。
5. 成型模具：将喷涂了胶粘剂的纤维纱线放置在成型模具中，根据需要进行预压和预固化处理。
6. 热压成型：将成型模具加热至一定温度，使胶粘剂完全固化，纤维成型。
7. 剥离和修整：将成型的碳纤维板从模具中取出，进行剥离和修整，以获得所需的尺寸和表面平整度。
8. 后处理：根据需要进行表面处理、涂层、烤漆等后处理工艺，增强碳纤维板的外观和性能。
9. 检验和质量控制：对成品进行检验，确保产品符合规格要求，
进行质量控制。
10. 包装和出货：对成品进行包装，进行最终的质量检验后出货。
碳纤维分类
碳纤维分类
1、按原丝类型分类：聚丙烯腈（PAN）基、沥青基（各向同性、中间相）；粘胶基（纤维素基、人造丝基）。
其中，聚丙烯腈（PAN）基碳纤维占据主流地位，产量占碳纤维总量的90%以上，粘胶基碳纤维还不足1%。
2、按照制造条件和方法分类：碳纤维（800-1600℃）、石墨纤维（2000-3000℃）、活性碳纤维、气相生长碳纤维。
3、按力学性能可分为通用型和高性能型：通用型碳纤维强度在1000MPa、模量在100GPa左右；高性能型又分为高强型（强度2000MPa、模量250GPa）和高模型（模量300GPa 以上），其中强度大于4000MPa的又称为超高强型，模量大于450GPa地称为超高模型。
4、按丝束大小可分为小丝束和大丝束：小丝束碳纤维初期以1K、3K、6K 为主，逐渐发展为12K 和24K，主要应用于航空航天、体育休闲等领域。
通常将48K以上碳纤维称为大丝束碳纤维，包括48K、60K、80K等，主要应用于工业领域。
粘胶基碳纤维 - 浙江纺织服装职业技术学院
1 粘胶纤维的结构和性能
纤维素是在自然界存在量最大的一类有机化合 物 , 是棉 、麻 、木材等的主要成分 。它的化学结构 式 为 ( C6 H10 O5 ) n , 含 碳 量 44144 % , 含 氧 量
49139 % , 含氢量 6117 % , 聚合度 n 一般在 10000
图1 纤维素 Ⅰ、纤维素 Ⅱ 和石墨的晶体结构 及相关参数
第 1 期 化 工 新 型 材 料
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本高 。 ( 3) 粘胶基碳纤维的整体性能指标比 PAN 基 碳纤维的要差 , 综合性能价格比在竞争中处于劣 势 , 使其应用受到局限和限制 。 但是 , 粘胶基碳纤维的结构和性能有其固有的 某些特性 , 在隔热 、耐烧蚀等方面有着不可取代的 用途 , 因而也不会被完全淘汰出局 。为此 , 美国和 俄罗斯等军事大国都保留有相当规模的生产能力 。 美国年产粘胶基碳纤维近百吨 , 粘胶原丝主要由阿 夫塔克斯纤维公司生产 , 粘胶基碳纤维由西特科公 司生产 。前苏联的生产厂比较多 , 粘胶原丝主要由 斯维特罗高尔斯克化学纤维联合体生产 , 粘胶基碳 纤维主要由巴拉柯夫斯克粉末冶金厂生产 。俄罗斯 粘胶基碳纤维的牌号繁多 , 性能各异 , 用途很广 。 该国不仅是粘胶基碳纤维的生产大国 , 而且在军用 和民品开发方面很有成效 , 值得我们借鉴 。
18 世纪中期 , 英国人约瑟夫・ 斯旺 (J . Swon) 和美国人爱迪生 ( E・ Tdisin) 利用棉 、竹等天然纤 维素经过一系列后处理制造碳丝 , 以解决当时试制 电灯的灯丝 。世界上第一盏电灯就是爱迪生用碳丝 作灯丝获得成功的 。1910 年 , 库里奇 ( Coolidge ) 发明了钨丝的制造方法 , 工艺简单 , 生产效率高 , 使用寿命长 , 更适合制造电灯灯丝 , 并沿用至今 。 从此 , 碳丝研制工作停顿下来 , 无人问津 。斯旺和 爱迪生是研制粘胶碳丝的先驱 , 并为后人继续研制 粘胶基碳纤维奠定了基础 。 本世纪 50 年代初 , 随着冷战时代的开始 , 航 天航空和军事工业得到迅猛发展 , 材料专家及科技 工作者积极寻求新的高比强度 、高比模量 、耐高 温 、耐烧蚀和热膨胀系数小的新材料 , 碳纤维的研 究开发又引起各国的极大关注 。1950 年 , 美国帕
碳纤维制备工艺简介
碳纤维制备工艺简介碳纤维(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。
1，粘胶(纤维素)基碳纤维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、管道、容器、催化剂骨架材料、导电线材及面发热体、密封材料以及医用吸附材料等。
虽然它是最早用于制取碳纤维的原丝，但由于粘胶纤维的理论总碳量仅44.5%，实际制造过程热解反应中，往往会因裂解不当，生成左旋葡萄糖等裂解产物而实际碳收率仅为30% 以下。
所以粘胶(纤维素)基碳纤维的制备成本比较高，目前其产量已不足世界纤维总量的1％。
但它作为航空飞行器中耐烧蚀材料有其独特的优点，由于含碱金属、碱土金属离子少，飞行过程中燃烧时产生的钠光弱，雷达不易发现，所以在军事工业方面还保留少量的生产。
2，沥青基碳纤维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。
粘胶基纤维制造碳纤维的工艺流程
粘胶基纤维制造碳纤维的工艺流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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(仅供参考)碳纤维及碳纤维增强复合材料
预氧化纤维是一种中间产品，常用来织布，织带再进行 炭化生产炭布，炭带。 大量生产的品种为800~1900℃的炭纤维， 石墨纤维的使用场合较少，常把它看成炭 PAN基碳纤维
炭 绳
由碳纤维编绕而成，具有强度高重量轻，耐热性好，热膨胀 系数小等特点，是高温炉隔热材料的必备配料。还可用做 导电电极等。
4)炭布：分编织炭布和无纬炭布。编织布由原纤维织布再预 氧化和炭化；无纬布生产是在专用的织机上对一排平铺的原 纤维每隔一段距离加入一根纬线(如涤纶丝)，然后进行连续 预氧化和炭化。无纬炭布炭化后一般马上浸以树脂，制成预 浸胶无纬布使用。 5)炭毡：由粘胶丝织成的毡，在惰性气体中经过受控制的炭 化而制得。
（l）催化浸渍。催化浸渍主要是浸渍催化脱水剂 （2）预氧化工序主要是在催化剂的作用下进行脱水、热裂和结 构转化，使白色粘胶纤维转化为黑色预氧丝．并赋予其阻燃性。 (3)低温碳化工序发生的反应主要是深度脱水、热裂和芳构化,此 时逸出的废气和产生的焦油相当多。 (4)高温碳化工序产生的废气和焦油就少得多 浸渍催化剂和预氧化处理是制 造粘胶基碳纤维的 重要工序，是由有机纤维粘胶丝转化为无机碳纤维的关键所在。
商品种类
1)短纤维：单根D=5~10微米，每股有1000~10000根单丝； 2)连续长纤维：D=5~10微米，每股有1000~10000根，长度 100~1000米； 3)炭带：由炭纤维丝编织而成；
碳纤维按性能可以分为 高强度、高模量碳纤维、活性炭纤维和离子交换碳纤。
大丝束碳纤维是指每束碳纤维的根数等于或大于 46000—48000根，即每束≥46K一48K的碳纤维。而 1000 根、3000根、6000根、12000根以及24000根即1K、3K、 6K、12K、24K的碳纤维则称为小丝束碳纤维。 大丝束的生产对前驱体要求较低，产品成本低，非常 适合一般民用工业领域。而小丝束的生产追求高性能 化，代表世界碳纤维发展的先进水平。
粘胶碳纤维毡工艺
粘胶碳纤维毡工艺粘胶碳纤维毡工艺是一种新型的加工工艺，主要用于生产各种复合材料制品。
在这种工艺中，碳纤维和胶粘剂经过混合、加热、压制等多道工艺加工而成。
这种工艺具有高效、低成本、高强度、低重量等优点，因此在现代工业中得到广泛的应用。
一、粘胶碳纤维毡工艺的原理粘胶碳纤维毡工艺的原理是将碳纤维和胶粘剂混合，经过热压等多个工序，形成碳纤维毡，并通过定型、修边等多步工艺加工而成。
胶粘剂属于热塑性聚丙烯，通过加热，使其呈糊状，并与碳纤维充分混合，形成一种均匀的混合物。
然后将混合物压制成薄片或者块状，再进行定型，切割等多个工序，最终形成高性能的碳纤维制品。
二、粘胶碳纤维毡工艺的特点1、低成本：粘胶碳纤维毡工艺不需要大量投资，只需要少量的手动劳动和少量的设备。
2、高效率：粘胶碳纤维毡工艺可以大批量生产高质量的碳纤维产品，其加工效率高，能够满足不同客户的生产需求。
3、高强度：粘胶碳纤维毡具有良好的强度性能，能够承受大量的拉伸和压缩等力量，保证了不同应用场景的产品质量。
4、低比重：粘胶碳纤维毡的比重轻，重量不到金属的1/4左右，能够减轻产品的质量，提高了整个产品的性能。
5、良好的耐腐蚀性：粘胶碳纤维毡具有优异的耐腐蚀性能，不受化学物质和水的侵蚀，并且可在高温和酸碱环境下使用。
三、粘胶碳纤维毡工艺的应用1、航空航天领域：粘胶碳纤维毡可制作航空航天器的结构件、引擎齿轮、桨叶等部件。
2、汽车领域：粘胶碳纤维毡可用于汽车的外壳、引擎盖、底板等部位。
3、轻轨交通：粘胶碳纤维毡可用于轻轨交通的地铁车厢墙体、庆典门中机械柜、风扇等部位。
4、体育竞技领域：粘胶碳纤维毡可用于比赛刀片、弓箭、高尔夫头等器材。
总之，粘胶碳纤维毡工艺凭借其高效、低成本、高强度、低重量等优点已经成为现代工业中的一项重要技术。
该工艺能够满足不同领域客户产品的生产需求，给现代工业的实践带来了很大的变化。
2024年粘胶基碳纤维市场前景分析
2024年粘胶基碳纤维市场前景分析1. 前言粘胶基碳纤维是一种新兴的高性能材料，具有优异的物理性能和广泛的应用前景。
本文将重点分析粘胶基碳纤维市场的前景，包括市场规模、增长趋势、应用领域以及竞争态势。
2. 市场规模粘胶基碳纤维市场在过去几年中呈现出快速增长的趋势，市场规模不断扩大。
根据市场研究数据显示，预计未来几年粘胶基碳纤维市场将以较高的速度增长。
主要驱动因素包括工业领域对高性能材料的需求增加以及环保意识的提高。
3. 增长趋势粘胶基碳纤维市场的增长趋势主要集中在以下几个方面：3.1 新兴应用领域粘胶基碳纤维在航空航天、汽车、船舶、体育器材等领域的应用前景广阔。
随着技术的进步和制造成本的降低，粘胶基碳纤维将更广泛地应用于各个行业中，推动市场的增长。
3.2 环保意识的提高粘胶基碳纤维作为一种绿色环保材料，具有可再生性和可回收性，在当今社会中受到越来越多的重视。
因此，市场对粘胶基碳纤维的需求将不断增加，推动其市场规模的扩大。
3.3 制造技术的进步随着制造技术的不断进步，粘胶基碳纤维的生产成本不断降低，使其更具竞争力。
这将进一步推动粘胶基碳纤维市场的发展，加速其增长速度。
4. 应用领域粘胶基碳纤维在各个行业中有广泛的应用前景，主要包括以下几个方面：4.1 航空航天粘胶基碳纤维具有轻质、高强度、高刚度等特点，非常适用于航空航天领域。
未来在飞机结构、翼身等方面将有更多的应用，推动市场的增长。
4.2 汽车粘胶基碳纤维在汽车制造中具有重要的应用价值。
随着电动汽车和新能源汽车的发展，对于轻量化材料的需求增加，粘胶基碳纤维将成为主流选择。
4.3 船舶粘胶基碳纤维在船舶制造领域也有广泛的应用，特别是在结构件和外壳方面。
其轻质高强的特性可以大幅度降低船体重量，提高燃油效率，受到船舶制造商的青睐。
4.4 体育器材粘胶基碳纤维在体育器材制造中有重要的应用。
例如，高档高尔夫球杆、网球拍、自行车等产品都可以采用粘胶基碳纤维材料，提高产品的性能和使用寿命。
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碳纤维的X射线衍射参数
表面处理：
表面处理的目的是改善面沉积物会 影响纤维结晶的择优取向而形成薄弱环 节 。 （纤维表面沉积物）
纤维素转化为碳纤维大致经历了如下4个阶 段：
（1） 25～ 150 ℃ 主要是脱除物理吸附水， 一般脱水量5%~10%；
（2）150～ 240 ℃ 纤维素环脱水，主要是羟 基以水的形式脱去；
（3）240～ 400 ℃ 键断裂，生成小分子H2O、 CO和CO2等。
（4）400～ 700 ℃ 热缩聚和芳构化，生成碳 的六元环和石墨层片，同时释放出氢气和 甲烷。在900 ℃生成乱层石墨结构，在 2800 ℃，生成石墨层片沿轴向取向，使模 量显著增高。
粘胶碳纤维微观结构
粘胶碳纤维以二维乱层石墨结构为主。
粘胶碳纤维工艺流程
粘胶纤维 碳纤维
水洗
催化浸渍 氧预化
表面处理
高温炭化
低温炭化
水洗工序：
目的是洗掉油剂、碱金属和碱土金属 以及铁离子等杂质，提高原丝纯度，有利 于提高碳纤维的力学性能。
催化浸渍：
目的是控制羟基脱水，防止左旋葡萄 糖生成。后者的生成使纤维性能下降，使 炭化收缩率降低。生产厂家往往对催化浸 渍剂的组成、配方和用量都严格保密，属 于商业机密。
粘胶碳纤维 （Rayon—based Carbon fiber）
定义:以粘胶纤维为原料制成的碳纤维称粘胶基碳 纤维。 粘胶纤维属于多糖类有机化合物，分子式为 C6H10O5。含碳量44.44%，含氧量49.39%，含氢 量6.17%。聚合度10000~15000之间。通常用来 制造粘胶纤维的原料聚合度为300~500左右.粘胶 原丝有环状分子结构，可以直接炭化和石墨化处 理。原料要求杂质少，纯度高。
预氧化： 预氧化是热裂解的脱水过程，生成芳
烃碳的中间产物。
炭化： 在炭化过程中，主要发生了芳烃碳中
间产物的芳构化和彼此间的缩聚反应。伴 随深度脱水和进一步热裂解而逸出废气和 产生焦油。该过程中质量损失90%以上。 为了得到性能良好的碳纤维，要求加热速 度较慢。
石墨化:
在高温石墨化（2500~3000。C）阶 段施加张力牵伸是获得高模量粘胶基纤维 的主要手段，已在工业生产中得到应用。