沥青基短切碳纤维的表面臭氧改性对碳纤维／天然橡胶复合材料结构
学术期刊《合成橡胶工业》杂志征稿介绍
China Synthetic Rubber Industry
主办： 中国石油天然气股份有限公司;兰州石化分公司
周期： 双月
出版地：甘肃省兰州市
语种： 中文;
开本： 大16开
ISSN： 1000-1255
CN： 62-1036/TQ
邮发代号： 54-16
核心期刊：
中文核心期刊(2011)
中文核心期刊(2004)
中文核心期刊(2000)
中文核心期刊(1992)
期刊荣誉：
中科双高期刊
第二届全国优秀科技期刊
《合成橡胶工业》杂志基础信息
本刊杂志是由中国石油天然气股份有限公司兰州石化分公司和中国石油合成橡胶技术开发中心主办的专业技术性刊物，反映高分子弹性材料科学与工程的科研、开发及应用成果，坚持合成与加工应用相结合的办刊思想。报道范围涵盖通用型和特种合成橡胶、弹性体及其单体经化学或物理改性制得的增强橡胶、增韧塑料、热塑性弹性体、多组分高聚物共混材料等。报道内容以合成橡胶或弹性体的聚合化学及工艺为主，兼及高分子物理和物理化学、聚合反应工程等。刊物于1999年获首届国家期刊奖，位列中国期刊方阵双高期刊，为中文核心期刊和EI收录期刊。全国科技期刊一等奖（97第二届）、国家期刊奖（99首届）、中国期刊方阵双高期刊（01）。核心期刊：中文核心期刊（2004）中文核心期刊（2000）中文核心期刊（1992），该刊被以下数据库收录：CA化学文摘（美）（2009）、CBST科学技术文献速报（日）（2009）、Pж（AJ）文摘杂志（俄）（2009）中国科学引文数据库（CSCD—2008）。
高性能橡胶/黏土纳米复合材料的制备与结构
2019年全球丁腈橡胶（NBR）胶粉市场将超4．000亿美元
碳纤维表面处理对室温硫化硅橡胶复合材料性能的影响
液 浸泡 ４ ｈ ， 然后 清洗 至 中性 后烘 干 Ｏ
１ ． ２ ． ２ 复 合材料 的制备
基金项 目：中央高校基 本科研业务费 （ ５ ０ ５ ５ ６ ４ ）
第一作者 ： 女， １ ９ ８ ７年 生 ， 硕 士 生
通 讯 联 系人
Ｅ— ｍａ ｉ ｌ ：ｌ ｉ ｕｙ ｕ ｎ ｆ ａ ｎ ｇ ＠ ｍａ ｉ ｌ ． ｂｕ ｅ ｔ ． ｅ ｄｕ． ｃ ｎ
１ ． ２ ． １ 碳 纤 维的表 面 处理 ’
短切 碳纤维 先 采用索 氏提取 法 ， 用 丙 酮 清洗 ｌ ０
ｈ ， 然后 烘干 备 用 。碳 纤 维 的表 面 处 理 采 用 ３种 方
段 。其 中 ， 碳纤 维 由于 具有 优 异 的力学 性能 、 耐 高温 性、 耐 腐蚀 性 和导 电性 等特 点 ， 是 ・种 综合 性能 较好
的影 响 。
１ 实 验 部 分
１ ． １ 实 验 原 料
室温 硫化 甲基 硅橡 胶 ， 正 硅酸 乙酯 ， 二 月桂 酸二 丁基 锡 ， 一 氨丙基 三 乙氧 基 硅 烷 （ Ｋ Ｈ ５ ５ ０ ） ， 工业级，
上海 树脂 厂 ； ４— ７ ｍｍ短 切碳纤 维 （ Ｉ ３ ０ ０ ） ， 经 上浆 处
第４ Ｏ卷 第 ６期
２０１ ３芷
北京化 工大学学报 （ 自然 科 学 版 ）
Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ｂ ｅ ｉ ｊ ｉ ｎ ｇ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ Ｃ ｈ ｅ ｍ ｉ ｃ ａ ｌ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ（ Ｎ ａ ｔ ｕ ｒ ａ ｌ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ）
摘
要 ：以 分 别 经 Ｏ ｔ ． 氨 丙 基 三 乙氧 基 硅 烷 （ Ｋ Ｈ ５ ５ ０ ） 、 浓硝酸 、 浓硝酸一 Ｋ Ｈ ５ ５ ０处 理 的 短 切 碳 纤 维 作 为 功 能 组 分 ， 制
碳纤维性能的优缺点及其对策
碳纤维性能的优缺点及其对策现面以结构加固用的碳纤维布为例说明碳纤维的性能：碳纤维布加固技术是利用碳素纤维布和专用结构胶对建筑构件进行加固处理，该技术采用的碳素纤维布强度是普通二级钢的10倍左右。
具有强度高、重量轻、耐腐蚀性和耐久性强等优点。
厚度仅为2mm左右，基本上不增加构件截面，能保证碳素纤维布与原构件共同工作。
1、碳纤维介绍碳纤维根据原料及生产方式的不同，主要分为聚丙烯腈（PAN）基碳纤维及沥青基碳纤维。
碳纤维产品包括PAN基碳纤维（高强度型）及沥青基碳纤维（高弹性型）。
2、环氧树脂不同类型的树脂还可以保证其对砼具有良好的渗透作用，例如底涂树脂；以及对碳纤维片与砼结构的粘接作用，例如环氧粘结树脂等。
（1）环氧树脂简介仅仅依靠碳纤维片本身并不能充分发挥其强大的力学特性及优越的耐久性能，只有通过环氧树脂将碳纤维片粘附于钢筋混凝土结构表面并与之紧密地结合在一起形成整体共同工作，才能达到补强的目的。
因此，环氧树脂的性能是重要的关键之一。
环氧树脂因类型不同而有不同的性能，适应于各个部位的不同要求。
例如底涂树脂对混凝土具有良好的渗透作用，能渗入到混凝土内一定深度；粘贴碳纤维片的环氧树脂易于"透"过碳纤维片，有很强的粘结力。
依使用温度的不同，树脂还分为夏用及冬用类树脂。
2、碳纤维材料与其他加固材料对比（1）抗拉强度：碳纤维的抗拉强度约为钢材的10倍。
（2）弹性模量：碳纤维复合材料的拉伸弹性模量高于钢材，但芳纶和玻璃纤维复合材料的拉伸弹性模量则仅为钢材的一半和四分之一。
（3）疲劳强度：碳纤维和芳纶纤维复合材料的疲劳强度高于高强纲丝。
金属材料在交变应力作用下，疲劳极限仅为静荷强度的30%～40%。
由于纤维与基体复合可缓和裂纹扩展，以及存在纤维内力再分配的可能性，复合材料的疲劳极限较高，约为静荷强度的70%～80%，并在破坏前有变形显著的征兆。
（4）重量：约为钢材的五分之一。
（5）与碳纤维板的比较：碳纤维片材可以粘贴在各种形状的结构表面，而板材更适用于规则构件表面。
【解决】碳纤维联合仿真解决方案
【关键字】解决碳纤维联合仿真解决方案篇一：碳纤维及其加工技术摘要碳纤维是一种以聚丙烯腈（PAN）、沥青、粘胶纤维等为原丝，经预氧化和碳化制得的含碳量90 %以上的高强、高模、耐高温的特种纤维。
PAN 基碳纤维由于其力学性能优良，应用领域广泛，是当今碳纤维中的主要产品，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、耐疲劳和抗蠕变等一系列优异性能,为了充分发挥碳纤维的性能,对其进行表面处理非常关键。
分别介绍了碳纤维的气相氧化法、电解氧化法、液相氧化法、等离子氧化法、电聚合(来自: 小龙文档网:碳纤维联合仿真解决方案)法、气相沉积法和表面镀层等表面处理方法,并比较了不同处理方法对碳纤维表面结构和性能的影响。
碳纤维的表面处理对提高其使用性能是一个重要的保证措施,针对碳纤维不同的使用要求,应采用不同的表面处理方法。
碳纤维的这些特性也就意味着他们可以被应用于很多的领域。
主要的应用包括体育运动，例如高尔大球棒和钓鱼杆；航空应用包括飞机元件；和工业应用。
随着工业的不断进步，人们正在寻找很多具有新功能的材料，碳纤维的需求在逐渐增长，广泛地应用于医疗设备、压力容器、土木工程和建筑材料、能源、其它新的工业应用上。
碳纤维的生产成本也在逐渐降低，加工技术趋向多元化，制造商可以按照具体的应用提供一系列的碳纤维产品。
所有的这些都支撑了以工业应用为中心的新型应。
本文将从碳纤维的概况、结构与形态、加工技术、性能、应用等方面介绍关键词：碳纤维、加工工艺、表面处理、材料、强度、性能、功能、工业、发展目录1 碳纤维的概况 (1)世界碳纤维的概况 (2)我国碳纤维的概况 (3)碳纤维的优缺点 (4)碳纤维的分类 (4)根据原丝类型分类 (5)根据碳纤维的性能分类 (5)根据碳纤维功能分类.................................................................................5 2碳纤维的结构和形态................................................................................. 6 3碳纤维的加工. (6)碳纤维的生产工艺 (7)沥青制备碳纤维 (7)以粘胶纤维为原料制造碳纤维 (8)以聚丙烯腈(PAN)为原料制造碳纤维 (9)碳纤维的表面处理 (9)氧化处理 (10)涂覆处理 (10)射线、激光、等离子体处理 (11)接枝聚合表面处理.................................................................................11 4 碳纤维的性能 (12)碳纤维的力学性能 (12)碳纤维的物理性能 (13)碳纤维的化学性能.....................................................................................16 5 碳纤维的应用 (16)土木建筑 (17)工业上的应用 (17)航空、汽车复合材料的应用 (18)医疗卫生、体育用具....................................................................................18 6 碳纤维的展望 (19)碳纤维发展过程中存在的问题及解决措施 (19)碳纤维发展过程存在的问题 (20)我国发展碳纤维产业的应对措施 (20)碳纤维的发展前景.....................................................................................21 7结论............................................................................................................23 参考文献 (24)1 碳纤维的概述碳纤维是一种力学性能优异的新材料，它的比重不到钢的1/4，碳纤维树脂复合材料抗拉强度一般都在3500Mpa以上，是钢的7~9倍，抗拉弹性模量为23000~43000Mpa亦高于钢。
碳纤维及其复合材料研究进展
碳纤维及其复合材料研究进展（江苏理工学院材料工程学院12110116 于小健）摘要：本文在对碳纤维介绍的基础上，简单阐述了碳纤维的结构、特性及分类，并着重介绍了碳纤维复合材料的性质、分类、应用及成型方法，包括手糊成型，树脂传递模塑，喷射成型，注射成型，纤维缠绕成型及拉挤成型工艺。
关键词：碳纤维；复合材料；分类；成型Research progress of carbon fiber composite material Abstract: Based on the introduction of carbon fiber, briefly discusses the structure, characteristics and classification of carbon fiber, and emphatically introduces the properties of carbon fiber composite materials, classification, application and molding method, including hand lay-up molding, resin transfer molding, injection molding, Forming and pultrusion fiber windingKeywords: carbon fiber; composite material; classification; molding0.序言碳纤维(carbon fiber,简称CF),是一种含碳量在95%以上的新型纤维材料。
它不仅具有碳材料的固有本征特性，又兼具纺织纤维的柔软可加工性，是新一代增强纤维。
与传统的玻璃纤维(GF)相比，杨氏模量是其3倍多；它与凯芙拉纤维(KF-49)相比，不仅杨氏模量是其2倍左右，而且在有机溶剂、酸、碱中不溶不胀，耐蚀性出类拔萃。
碳纤维复合材料研究报告
碳纤维价值链
原材料
PAN纤维
碳化
复合
测试
应用
PAN
高柔韧性热
树脂设计 结构设计
预浸 编织 预成型 实验设计和 样板测试
汽车 风力
军工 航空 基础设施 石油和 天然气
溶液纺丝
TEXTILE PAN
处理 等离子技术 微波技术
POLYOLEFIN
熔体纺丝
UGNIN
先进表面
成型 缠绕
固化
处理
3.市场需求分析
24880
30450 192780
27000
34840 215620
30440
38960 238030
31760
40630 248900
35870
41290 275280
37140
44850 298740
40770
44580 321440
Source: Composites Forecasts and Consulting LLC
66%
三菱 14%
东邦 23%
东丽
东邦
三菱
CYTEC
台塑
HEXCEL
ZOLTEK
SGL
Fotafil
Aldila
东丽
1. PAN基碳纤维产品主要以日本为代表的小丝束碳纤维（1K-24K）和以美国为代表的大丝束碳纤维（48K-480K）两 大类。 2. 全球小丝束碳纤维生产基本上被日本碳纤维生产厂家控制，主要是东丽，东邦和三菱三大企业 3. 全球大丝束碳纤维由美国Fortafil和美国Zoltek公司商品化。主要大丝束碳纤维厂家是美国Fortafil、Zoltek和Aldila 三大公司，生产能力综合占世界总量的75%。 Source：复材在线，上市公司年报
20170421连续玄武岩纤维与碳纤维_芳纶_玻璃纤维的对比及其特性概述_刘学慧
抽丝
软化
上丝
夹丝和缠丝
下丝成品
包装
成品
入库
图 4 玻璃纤维工艺流程图 表 1 连续玄武岩纤维与其他纤维产品性能对比
性能
连续玄武岩纤维 碳纤维 芳纶纤维 E 玻纤
密度（/ g·cm-3）
2.6～2.8
1.7～2.2
1.49
2.5～2.6
使用温度/℃
－260～880 最高 2000 最高 250 －60～350
业、牡丹江金石、山西巴塞奥特、横店
华大学等。单厂产能 1 000 t/a～ 玻纤等。单厂产能 40 万t/a～
产厂家
中凯工贸等。单厂产能 100 t/a～1 000
集团上海俄金等。单厂产能 100 t/a～
5 000 t/a
90 万 t/a
t/a
1 000 t/a
中 国 产 能 或 产能 8 542 t，产量 2 000 t（2011 芳纶 1313 产能 8 600 t，芳纶
产量 279 万 （t 2011 年）
产量
年）
1414 产能 2 000 （t 2011 年）
产量 3 000 t，产能 4 000 （t 2011 年）
世界产量或 产能 5 万 t，9 万 （t 2011 年）
产能
芳纶 1313 产能 3.2 万 t，芳纶 产量 489 万 （t 2011 年）
1414 产能 6.5 万 （t 2011 年）
碳纤维是纤维状的碳材料，其化学组成中的碳元素约占 90％以上。碳纤维是一种高新技术产品，它既具有碳素材料的固 有本性，又具有金属材料的导电和导热性、陶瓷材料的耐热和耐 蚀性、纺织纤维的柔软可纺织性、高分子材料的轻质和易加工 性。碳纤维虽然具有质量轻、高强度、高模量、耐高温、耐磨、耐腐 蚀、抗疲劳、导电、导热的优良特性，但是碳纤维抗氧化性较差， 与金属复合时会发生金属碳化、渗碳及电化学腐蚀现象。碳纤维 工业化产品按其生产原料主要分为聚丙烯腈基碳纤维、黏胶基 碳纤维和沥青基碳纤维三类，其中聚丙烯腈基碳纤维是当今世 界碳纤维发展的主流，约占世界碳纤维市场的 80％。碳纤维主要
沥青基碳纤维
种 沥 青 是 否 适 于制 备 碳 纤 维 ，取 决 于 它 的
可 纺 性 及 转变 为 不 熔 化状 态 的能 力 ，这 在 很 大 程 度 上依 赖 于 沥 青 的 化 学组 分 及 分 子量 分 布 。适 于 作 为碳 纤维 原 料 的 沥 青要 求 是 ： 杂 原子 和 灰 分 杂 质 含 量低 ，碳 含 量 高 ，具 有 一 定 的流 变 性 能 以满
产 物煤 焦 油经 热 处 理 或蒸 馏 得 到 的 重质 馏 分 ，主 要 含 有 稠环 芳 烃 和 杂 环 芳烃 ；石 油沥 青 是 由石 油 组 分 经 热 处理 或 蒸 馏 获得 的残 渣 ，主要 含 有 芳 烃 和烷 基 取 代芳 烃 化合 物 。
一
２２ 通 用 级 沥青基 碳 纤维 的调 制 ．
足 纺 丝 的 需求 ，具 有较 高 的化 学 反应 性 以满 足 不 熔 化 处 理 的需 要 。然 而 ，我 们 通 常所 用 的沥 青 原 料 却 难 以满 足 以上 要 求 ，需 在 充 分 了解 各 种 原 料 沥 青 分 子 化 学结 构 和 物 理性 能 之 间相互 关 系 的基 础 上 对 不 适合 的沥 青 组份 或 分 子 群 进行 裁 减 或 改 性 修 饰 ，使之 符 合 作 为 制备 沥 青 基 碳 纤维 原 料 的 基 本 要求 。 沥 青 中 ，特 别 是 煤焦 油沥 青 中常含 有 游 离 炭 和 固体 杂 质等 一 次 ＱＩ ，它们 在０ ０ ０ ￣４ ０℃进行 热处 理 ， 由于 氧 分 子 的交 联 ，沥 青缩 聚 成 三 维 结构 的高 分 子 ，它 们 为各 向 同性 的ＯＩ ，具 良好 可 纺性 。煤 焦
第３ 卷 第２ ６ 期
２ １年４ ０１ 月
高 科 键 鲜 维 与 应 用
25.原创 沥青基碳纤维性能与生产工艺基本原理
原创 | 沥青基碳纤维性能与生产工艺基本原理很高兴有这样一个平台与大家进行交流，我今天介绍一些有关沥青碳纤维的知识，供大家参考和交流。
提到沥青碳纤维，大家会想到什么呢？我想可能会有这样一些关键词：便宜！性能差！难！我的回答是：这些都对但又不完全完全正确！一般来说，通用级沥青碳纤维比较便宜，但高性能沥青碳纤维却很贵！通用级沥青碳纤维的性能较低，但高性能沥青碳纤维具有超高的模量。
当然，制备两类沥青碳纤维的难度都很高。
今天我想谈两个方面，一是沥青碳纤维的制备，另一个是沥青碳纤维的应用。
沥青碳纤维与PAN碳纤维有很多共同之处，这方面我就不多说了，前面几位老师已经讲得非常好了。
这里，我就谈谈沥青碳纤维与PAN碳纤维不同之处。
先说说沥青碳纤维的制备吧，要制备沥青碳纤维首先得要有沥青吧，问题就出来了，你一定会问用什么沥青？什么样的沥青适合制备碳纤维呢？这个问题就是沥青碳纤维的第一个难点，其实我也很难准确的告诉你能制备沥青碳纤维的沥青是什么样的！为什么呢？这是因为沥青是一种以稠环芳烃为主混合物，有一些组分是不溶的，所以很难准确地测出它的分子量、分子量分布，更难准确地表征其分子结构，这一点就与PAN不同了。
那么怎么办呢？我们得想一些选择沥青的标准吧！通常，能制备碳纤维的沥青要满足以下几个要求：1、合适的黏度，在纺丝条件下黏度一般在10pa.s以下，并且比较稳定，随温度的波动不能有太大的变化；2、能够拉丝；3、灰分、杂质含量低；4、适当的氧化活性。
在这几个条件中，前3个条件主要影响纺丝过程，决定了沥青是不是能制备出纤维，第4个条件对后处理过程有很大影响。
了解了对沥青的基本要求后，下一步我们就可以着手制备沥青了，第二个问题出现了，用什么原料制备沥青呢？通常用3类原料，煤系、石油系和纯化合物系。
前两个原料通常是煤化工、石油化工的副产物，如：煤焦油、石油渣油等，纯化合物主要是萘和甲基萘。
好了，原料有了，下一步就是制备方法了。
碳纤维_论文
碳纤维在航空航天中的应用摘要:碳纤维就是纤维状的碳，由有机纤维经碳化及石墨化处理而得到的微晶石墨材料。
碳纤维的微观结构类似人造石墨，是乱层石墨结构。
本文将针对碳纤维的结构、性能、制备方法及其在航空航天中的应用介绍。
引言20世纪纳米科技取得了重大发展，而纳米材料是纳米技术的基础，碳纤维是一种比强度比钢大，比重比铝轻的材料，它在力学，电学，热学等方面有许多特殊性能，碳纤维的强度比玻璃钢的强度高；同时它还具有优异的导电、抗磁化、耐高温和耐化学侵蚀的性能，被认为是综合性能最好的先进材料，因此它在各个领域中的应用推广非常迅速。
在近代工业中，特别是在航空航天中起着十分重要的作用。
1.碳纤维的概念碳纤维就是纤维状的碳，由有机纤维经碳化及石墨化处理而得到的微晶石墨材料。
它不仅具有碳材料的固有本征特性，又兼具纺织纤维的柔软可加工性，是新一代增强纤维。
与传统的玻璃纤维(GF)相比，杨氏模量是其3 倍多；它与凯芙拉纤维(KF-49)相比，不仅杨氏模量是其2倍左右，而且在有机溶剂、酸、碱中不溶不胀，耐蚀性出类拔萃。
有学者在1981年将PAN基CF浸泡在强碱NaOH溶液中，时间已过去30多年，它至今仍保持纤维形态。
2.碳纤维的结构碳纤维的结构决定于原丝结构和炭化工艺。
对有机纤维进行预氧化、炭化等工艺处理，除去有机纤维中碳以外的元素，形成聚合多环芳香族平面结构。
在碳纤维形成过程中，随着原丝的不同，质量损失可达10~80％，形成了各种微小的缺陷。
但无论用哪种材料，高模量的碳纤维中的碳分子平面总是沿纤维轴平行的取向。
用x一射线、电子衍射和电子显微镜研究发现，真实的碳纤维结构并不是理想的石墨点阵结构。
碳纤维呈现乱层石墨结构。
在乱层石墨结构中，石墨层片仍是最基本结构单元，一般由数张到数十张层片组成石墨微晶，这是碳纤维的二级结构单元。
层片之间的距离叫面间距d，由石墨微晶再组成原纤维，其直径为50nm左右，长度为数百nm，这是纤维的三级结构单元。
碳纤维增强复合材料概述
碳纤维增强复合材料概述摘要：本文对碳纤维增强复合材料进行了介绍，详细介绍了其优点和应用。
并对碳纤维复合材料存在的问题提出建议。
关键字：碳纤维，复合材料，应用Abstract: In this paper, the carbon fiber reinforced composite materials 精品文档，超值下载are introduced, its advantages and application was introduced in detail. And puts forward Suggestions on the problems existing in the carbon fiber composite materials.Key words: carbon fiber, composite materials, applications1.碳纤维增强复合材料介绍复合材料是将两种或两种以上不同品质的材料通过专门的成型工艺和制造方法复合而成的一种高性能新材料，按使用要求可分为结构复合材料和功能复合材料，到目前为止，主要的发展方向是结构复合材料，但现在也正在发展集结构和功能一体化的复合材料。
通常将组成复合材料的材料或原材料称之为组分材料（constituent materials），它们可以是金属陶瓷或高聚物材料。
对结构复合材料而言，组分材料包括基体和增强体，基体是复合材料中的连续相，其作用是将增强体固结在一起并在增强体之间传递载荷；增强体是复合材料中承载的主体，包括纤维、颗粒、晶须或片状物等的增强体，其中纤维可分为连续纤维、长纤维和短切纤维，按纤维材料又可分为金属纤维、陶瓷纤维和聚合物纤维，而目前用得最多的和最重要的是碳纤维[1]。
碳纤维是一种直径极细的连续细丝材料，直径范围在6～8 µm 内，是近几十年发展起来的一种新型材料。
目前用在复合材料中的碳纤维主要有两大类：聚丙烯腈基碳纤维和沥青基碳纤维，分别用聚丙烯腈原丝（称之为前驱体）、沥青原丝通过专门而又复杂的碳化工艺制备而得。
盘点日本三菱化学高性能沥青基碳纤维
盘点日本三菱化学高性能沥青基碳纤维
1
日本三菱沥青基碳纤维性能指标
日本三菱高性能沥青基碳纤维产品命名为DIALEAD，主要产品包括连续碳纤维、短切碳纤维和研磨纤维，其中连续碳纤维丝束规格主要分为2k、6k、12k和16k，主要性能指标如下表所示。
2
三菱高性能沥青基碳纤维主要性能特点包括：高纯度、超高模量、高热导、成本优势。
DIALEAD纤维含碳量在99%以上，具有复合材料的化学稳定性；纤维内部呈现明显褶皱结构，且沿纤维纵向构成。
三菱高性能沥青基碳纤维导电性和导热性优于部分金属材料。
3
日本三菱沥青基碳纤维层合板性能
4
日本三菱沥青基碳纤维应用领域
在航空航天领域，通过复合材料内碳纤维含量可实现产品热膨胀系数调控，甚至可使热膨胀系数为0。
除了低热膨胀、轻量化、高刚性以外，利用沿纤维方向高导热的特性，可作为散热板等对热量进行调控。
在建筑领域，可有效地利用其轻量、高刚性、耐腐蚀性等特性，对建筑物的耐震加固和修复。
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沥青基碳纤维预氧化文献综述
沥青基碳纤维预氧化文献综述
沥青基碳纤维预氧化是一种将沥青基材料与碳纤维结合的方法，通过在碳纤维表面预先进行氧化处理，以提高沥青基材料与碳纤维的粘结性能和力学性能。
本文综述了沥青基碳纤维预氧化的相关文献。
研究表明，沥青基碳纤维预氧化可以显著提高碳纤维与沥青基材料之间的粘结强度。
预氧化过程中，碳纤维表面的氧化物可以与沥青基材料中的活性基团发生反应，形成化学键，增强粘结性能。
此外，预氧化还可以增加碳纤维表面的粗糙度，提高沥青基材料的润湿性，进一步增强粘结强度。
预氧化条件对沥青基碳纤维粘结性能的影响也得到了研究。
氧化剂的种类、氧化剂浓度、氧化时间等条件的变化都会对粘结性能产生影响。
研究发现，适度的氧化处理可以提高碳纤维表面的粘结能力，但过度氧化会导致碳纤维表面的破坏和脱附现象，降低粘结性能。
研究还发现，沥青基碳纤维预氧化还可以改善沥青基材料的力学性能。
预氧化处理可以增加沥青基材料的抗拉强度、抗剪强度和弹性模量等力学性能指标。
这是因为预氧化处理可以增加沥青基材料与碳纤维之间的粘结强度，提高材料的整体强度。
总体而言，沥青基碳纤维预氧化是一种有效的方法，可以提高沥青基材料与碳纤维的粘结性能和力学性能。
然而，目前对于预氧化处理条件的最佳选择仍存在争议，需要进一步的研究来确定最佳的处
理条件。
此外，还需要进一步研究预氧化处理对沥青基材料长期性能的影响，以及其在实际工程中的应用潜力。
BaTiO3改性对碳 碳复合材料力学性能的影响
收稿日期:2021-03-05;修订日期:2021-09-06
基金项目:湖南省自然科学基金青年基金(2019JJ50815) ;中国博士后科学基金(2018M632987)
作者简介:王化中(1996—) ,男,硕士研究生。 主要从事碳 / 碳复合材料方向的研究。 E-mail:1256373189@ qq. com
合材料进行微观组织结构及压缩断口形貌的观察,根据试验结果探究其机理。
1. 2. 2 复合材料压缩力学性能测试
复合材料的压缩性能按照 ASTMC695-81 标准,在型号为 Instron3369 的材料力学试验机上,对 BaTiO3 改
性 C / C 复合材料进行抗压测试。 其中,材料试样统一加工为 10 mm × 10 mm × 10 mm 的正方体,力学试验机
构的 C / C 复合材料。 为了进一步提高 C / C 复合材料的力学性能,研究学者们大多通过掺杂改性的方法来改
善材料的组织结构,进而对材料力学性能产生重要影响。
BaTiO3 熔点高达 1 625 ℃ ,密度约为 6. 02 g / cm3 。 BaTiO3 会随着温度的变化呈现出多种不同的结构:在
向排列,短切网胎纤维方向随机排列,然后使振荡分散均匀的 BaTiO3 溶液均匀喷洒在无纬布层和网胎层,再
将短切网胎纤维层和单向无纬布层相互交替铺层,当铺层依次相互叠加到一定厚度时,采用针刺技术,沿 Z
轴把各铺层串联成一个整体,然后利用预制体辊筒设备制备得到 BaTiO3 改性环形碳纤维预制体。 其中碳纤
Carbon / Carbon Composites
WANG Huazhong, YANG Yu, XIA Lihong, YIN Cheng, ZHU Xuehong, FENG Xuefan, ZHANG Fuqin
沥青基碳纤维制备工艺
沥青基碳纤维制备工艺姚路知;刘红晶【摘要】Carbon fiber, with its high strength, high modulus ratio, low density, low X absorption rate, corrosion resistance, erosion resistance, thermal shock resistance, thermal shock resistance, electrical conductivity, thermal expansion coefficient and self lubrication, etc. , have been widely used as a new material in many fields, such as aerospace, aviation, marine, light industry, etc. The process and production method of asphalt based fiber were studied, and the properties of carbon fiber were studied. The properties of carbon fiber reinforced by carbon fiber were very good.%碳纤维作为新一代材料，以其高强度、高模量比，低密度，低X光吸收率，抗腐蚀、耐烧蚀、抗疲劳，耐热冲击，导电导热、膨胀系数小和自润滑等优异性能，已广泛应用于从航天、航空、航海等高技术产业到汽车、建筑、轻工体育等各个领域。
本文从工艺流程介绍、工艺参数选择等方面研究沥青基纤维纺丝工艺及生产方法，并对沥青基碳纤维性能进行研究，得到的沥青基碳纤维具有良好的机械性能和稳定性能，非常具有广泛应用价值。
【期刊名称】《广州化工》【年(卷),期】2016(000)001【总页数】3页(P89-91)【关键词】碳纤维;制备;沥青【作者】姚路知;刘红晶【作者单位】沈阳工业大学石油化工学院，辽宁辽阳 111003; 中国昆仑工程公司辽宁分公司，辽宁辽阳 111003;沈阳工业大学石油化工学院，辽宁辽阳 111003【正文语种】中文【中图分类】TQ342.7世界上生产碳纤维工艺主要有聚丙烯腈基和沥青基、粘胶基三种原料工艺路线[1]。
沥青基碳纤维的制备工艺、反应机理及调控方法
沥青基碳纤维的制备工艺、反应机理及调控方法刘金昌;严作贤;王欣雨;解强;梁鼎成【期刊名称】《洁净煤技术》【年(卷),期】2024(30)1【摘要】沥青基碳纤维是重要的工程碳纤维之一,在航空航天、国防军工等领域具有广泛应用。
沥青基碳纤维制备流程长、影响因素多,归咎于对其制备工艺、反应机理及调控方法的认识不足,迄今工业化生产强度性能优异的沥青基碳纤维仍面临诸多困难。
以碳纤维生产流程为主线,针对原料预处理、沥青前驱体调制、熔融纺丝、预氧化及炭化与石墨化的现状、方法、机理及调控进行深入探讨分析。
沥青基碳纤维的原料有煤系、石油系、生物质系、高分子系和纯化合物,原料预处理方法主要有蒸馏和萃取;沥青前驱体的调制本质是以氢转移反应和自由基反应并行的液相炭化反应,包括环化、芳构化、低聚和缩聚等复杂的反应过程。
芳烃低聚物在高温下缩聚形成稠环芳烃片状大分子的基本结构单元,基本结构单元经过热运动不断聚集,形成聚集体;由于范德华力作用使基本结构单元相互堆叠,形成平行堆积体,进而通过层积、堆积等过程形成基本构筑单元聚集体。
基本构筑单元聚集体在不同反应条件下可以转变为长程无序、短程有序的难石墨化结构,也可以转变为长程有序、短程有序的易石墨化结构。
以煤系、石油系和生物质系物质为原料调制沥青前驱体时,因其反应活性好,通常选用设备简单、操作容易、成本低廉的热缩聚法;而当以萘、甲基萘等纯化合物为原料时,因其反应活性差,需要较高的温度才能引发自由基反应,故通常采用催化合成法。
熔融纺丝宏观上起到塑型的作用,通过改变纺丝参数和喷丝板的形状分别可以调节碳纤维的直径和形状;此外,熔融纺丝对中间相沥青前驱体的重排分子作用尤为明显,使得石墨微晶更易沿轴向一维排列形成有序的石墨晶体结构。
为使沥青纤维在炭化过程中不发生融化,需要将沥青纤维由热塑性转变为热固性,即通过轻微的氧化反应,让沥青中的稠环芳烃分子经历氧化、缩合、分解和脱水,从而形成特定的交联结构,最终在纤维结构中生成一定量的含氧官能团。
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７ ５ ０ ０ Ｆ型 扫描 电子 显 微 镜 （ Ｓ Ｅ Ｍ） ， 日本 电子 公 司 产品； ２ ４ ２型动态 力学分 析仪 （ Ｄ ＭＡ） 和 Ｔ Ｇ２ ０ ９ Ｆ １
士研究生 ， 现 就 职 于重 庆 商 社 化 工 有 限 公 司 ， 主要 从 事 橡 胶 加 工
面 粘 合 明显 改善 ； 与 添 加 未 处 理碳 纤 维 的 ＮＲ 硫 化 胶 相 比 ， 臭氧改性碳纤维／ ＮＲ硫 化 胶 的 拉 伸 强 度 大 幅提 高 ； 随 着 改
性碳 纤维 （ 臭氧处理 ３ ． ５ ｈ ） 用 量 的增 大 ， 碳纤维／ ＮＲ硫 化 胶 的拉 伸 强 度 、 拉 断 伸 长率 在 碳 纤 维 用 量 为 ５份 时 出 现 最 大 值； 添 加 ５份 改 性碳 纤 维 （ 臭氧处理 ３ ． ５ ｈ ） 可使 Ｎ Ｒ 硫 化 胶 的初 始 分解 温 度 提 高 １ Ｏ℃ 。 关键 词 ： 天然橡胶 ； 沥 青 基 短 切碳 纤 维 ； 臭氧表面改性 ； 热导率 ； 物理 性 能 中 图分 类号 ： ＴＱ３ ３ ２ ． ６ ； ＴＱ３ ３ ０ ． ３ ８ ３ 文 献 标 志码 ： Ａ 文章编号 ： １ ０ ０ ０ — ８ ９ ０ Ｘ（ ２ ０ １ ５ ） ０ ５ — ０ ２ ８ ８ — ０ ６
作者筒介： 张硕 （ １ ９ ８ ８ 一） ， 男， 山东 ｌ 临沂 人 ， 青 岛 科 技 大 学 硕
Ｂ Ｌ 一 ６ １ ７ ５ 一 Ｂ Ｌ型开炼 机 ， 宝轮精 密 检测仪 器 有
限公 司产 品 ； ＨＳ － １ ０ ０ Ｔ — Ｒ ＴＭＯ型 平 板 硫 化 机 ， 深
圳 佳鑫 电子设 备科 技 有 限公 司产 品 ； Ｚ ０ ０ ５型橡 胶
２ ８ ８
橡
胶
工
业
２ ０ １ ５ 年第 ６ ２ 卷
沥 青 基 短切 碳 纤维 的表 面 臭 氧 改性 对 碳 纤 维／ 天 然 橡 胶 复 合 材 料 结 构 与 性 能 的 影 响
张 硕， 程俊 梅 ， 赵 树 高
（ 青 岛科 技 大 学 橡 塑 材 料 与 工 程 教 育 部 重 点 实 验室 ， 山东 青 岛 ２ ６ ６ ０ ４ ２ ）
碳 纤维表 面 光滑且 呈惰性 ， 与 橡胶 间缺少 物理 、 化 学 相互作 用 ， 严 重 限制 了碳 纤 维优异 性 能的发 挥 。 针 对碳纤 维表 面光 滑且 活性基 团较 少而 与基体 材 料 界面结 合差 的缺点 ， 多种 碳 纤 维 表 面改 性 方 法 被 用来增 大碳 纤 维表 面极 性 ， 在 其 表 面 引入 更 多 活 性点 以提 高界 面粘 合 强 度 ， 以便 于将 外 力 由基
１ ． ３ 主 要 设 备 与 仪 器
５ ， 硬 脂
酸 ２ ， 硫 黄 ２ ． ５ ， 促 进剂 Ｄ Ｍ １ ． ５ ， 促 进 剂 变量。
体 材料传 递 给碳纤 维 “ ］ 。 目前 ， 有 关碳 纤 维 的表 面处 理方 法大 都存 在 环 境 污 染 或成 本 高 、 不 易 操 作 等缺点 。臭 氧 氧化 法 具 有 设 备 和工 艺 简 单 、 氧 化 缓和 、 易 于控制及 无污 染等 特点 ， 是具有 实用 价
摘要： 研 究 沥 青 基 短 切 碳 纤 维表 面臭 氧 改 性 时 间 及 碳 纤 维 用 量 对 碳 纤 维 ／ 天然橡胶 （ ＮＲ） 复 合 材 料 结 构 与性 能 的
影 响 。结 果 表 明 ： 随 着 臭 氧 处 理 时 间 的延 长 ， 碳 纤 维 表 面 涂 覆 层 逐渐 减 少 直 至 消 失 ， 表 面 粗糙 度 明显 增 大 ， 与 ＮＲ 的 界
及改性工作。 ＊通信 联 系人
型 热重 （ Ｔ Ｇ） 分析仪 ， 德 国耐 驰 公 司 产 品 ； Ｄ ＴＣ 一
３ ０ ０型 导 热 测 定 仪 ， 美 国 ＴＡ 公 司 产 品 ； ３ ＭＲ —
第 ５ 期
张 硕 等 ． 沥青基短切碳纤维的表面臭氧改性对碳纤维 ／ 天 然 橡 胶 复 合 材 料结 构 与 性 能 的 影 响
ＮＲ， Ｓ ＭＲ１ ０ ， 马来西亚 产 品； 炭 黑 Ｎ３ ３ ０ ， 卡 博 特化工 有 限公 司产 品 ； 沥青基 短切 碳纤 维 ， 长 约
６ ｍｍ， 直径 约 １ ０ ｐ ． ｍ， 日本 三菱化 学公 司产 品 。
１ ． 黑 Ｎ３ ３ ０ ３ ０ ， 氧化锌 ＴＭＴＤ ０ ． ５ ， 沥 青基 短切碳 纤维
由于具 有高强 度 、 高模量 及低 密度 等优点 ， 碳
纤 维无论 是 以编 织 、 连 续 或 短 切 形 式 应 用 在 复 合
值 的方 法之 一 。 本研 究 以便捷 无污染 的臭 氧氧 化法 对碳纤 维
进 行不 同程度 的表 面改 性 ， 考 察 臭 氧 处 理 时 间 及
材 料 中都 具有 很大 吸引力 ＿ １ ］ 。碳 纤维 补强 复合 材 料 已成 为航 空 、 汽 车 及 体 育用 品等 领 域 中高 端 材 料 的首选 。在 需 要 经受 大 幅变 温 、 压 力及 化 学 介 质 的近海 石 油和 天 然气 钻 采 业 中， 碳 纤 维复 合 材 料 也被 考虑应 用在 管材 、 油箱 、 发动 机 的阻风 门及 压 井管线 中Ｃ ２ － ３ ］ 。 Ｅ ｌ 本三菱化 学公司生产 的 Ｄ Ｉ ＡＬ Ｅ ＡＤ 沥 青
碳 纤维用 量对 天然 橡胶 （ ＮＲ ） 结 构与 性能 的影 响 ，
以期为 拓展 沥青基 碳纤维 在橡 胶领 域 中的应用 提
供 参考 。
１ 实验
１ ． １ 主 要 原 材 料
基碳 纤维 的最 大特 点是 高模 量 （ ９ ０ ０ ＭＰ ａ ） 和高 热 导 率［ 约８ ０ ０ Ｗ ・（ ｍ ・Ｋ） ］ ］ 。但 未经 处 理 的