碳纖維的化學(xué)性質(zhì)和制備

碳纖維的化學(xué)性質(zhì)和制備

　　碳纖維是含碳量高于90％的無機高分子纖維 ,。其中含碳量高于99％的稱石墨纖維,。碳纖維的軸向強度和模量高,，無蠕變,，耐疲勞性好,，比熱及導(dǎo)電性介于非金屬和金屬之間,，熱膨脹系數(shù)小，耐腐蝕性好,，纖維的密度低,，X射線透過性好。但其耐沖擊性較差,，容易損傷,，在強酸作用下發(fā)生氧化，與金屬復(fù)合時會發(fā)生金屬碳化,、滲碳及電化學(xué)腐蝕現(xiàn)象,。因此,，碳纖維在使用前須進行表面處理。

　　碳纖維的制備

　　碳纖維可分別用聚丙烯腈纖維,、瀝青纖維,、粘膠絲或酚醛纖維經(jīng)碳化制得；按狀態(tài)分為長絲,、短纖維和短切纖維,；按力學(xué)性能分為通用型和高性能型 。通用型碳纖維強度為1000兆帕（MPa）,、模量為100GPa左右,。高性能型碳纖維又分為高強型（強度2000MPa、模量250GPa）和高模型（模量300GPa以上）,。強度大于4000MPa的又稱為超高強型,；模量大于450GPa的稱為超高模型。隨著航天和航空工業(yè)的發(fā)展,，還出現(xiàn)了高強高伸型碳纖維,，其延伸率大于2％。用量最大的是聚丙烯腈PAN基碳纖維,。

　　目前應(yīng)用較普遍的碳纖維主要是聚丙烯腈碳纖維和瀝青碳纖維,。碳纖維的制造包括纖維紡絲、熱穩(wěn)定化（預(yù)氧化）,、碳化,、石墨化等4個過程。其間伴隨的化學(xué)變化包括,，脫氫,、環(huán)化、氧化及脫氧等,。