制備碳纖維的前驅(qū)體纖維有何要求

【專家解說】：　　制備碳纖維的前驅(qū)體纖維要求要有高比強(qiáng)度、高比模量、耐高溫、耐腐蝕、耐疲勞、抗輻射、導(dǎo)電、傳熱、和相對密度小等一系列優(yōu)異性能。

　　碳纖維以其特殊性能不僅在民用領(lǐng)域獲得飛速發(fā)展，如飛機(jī)、火車、汽車、體育器材等行業(yè)，表現(xiàn)出了其他材料無法比擬的優(yōu)點(diǎn)，更是軍工領(lǐng)域、航空、航天、導(dǎo)彈、艦船制造不可缺少的材料之一。碳纖維最早主要用于軍工領(lǐng)域，隨著上世紀(jì)90 年代中期冷戰(zhàn)的結(jié)束，碳纖維的用途逐漸轉(zhuǎn)向民用領(lǐng)域，最初以體育休閑用品為主，之后逐漸擴(kuò)展到工業(yè)、汽車、醫(yī)療設(shè)備、石油開采、電子設(shè)備、建筑補(bǔ)強(qiáng)、風(fēng)電等領(lǐng)域。

　　碳纖維在各領(lǐng)域的應(yīng)用

　　1. 航空航天領(lǐng)域

　　碳纖維具有耐高溫、耐老化、抗腐蝕等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛用來生產(chǎn)火箭、衛(wèi)星、飛機(jī)等航空航天飛行器。用碳纖維材料代替金屬材料作為結(jié)構(gòu)材料，不僅能夠保證結(jié)構(gòu)材料具有較高的強(qiáng)度和剛度，同時(shí)還能夠減輕飛機(jī)的重量，大幅降低油耗，提高飛機(jī)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)效益。與此同時(shí)，中小型飛機(jī)對碳纖維的需求量也在迅速增長，商務(wù)機(jī)和直升飛機(jī)的碳纖維材料用量已達(dá)到了70% -80%.

　　2. 體育領(lǐng)域

　　碳纖維復(fù)合材料在體育用品領(lǐng)域中應(yīng)用很廣，釣魚桿、高爾夫球桿以及網(wǎng)球拍產(chǎn)品中碳纖維的應(yīng)用尤為廣泛，其中釣魚桿現(xiàn)年產(chǎn)量約1200 萬只，年碳纖維用量為1200t;高爾夫球桿隨著輕量化和長尺寸化的要求，現(xiàn)已占碳纖維體育用品用途的50%,年碳纖維用量為2000t;網(wǎng)球拍的年市場規(guī)模約為450 萬只，年碳纖維用量約500t.
　　3. 能源領(lǐng)域

　　復(fù)合碳纖維廣泛應(yīng)用于風(fēng)能發(fā)電、海底石油運(yùn)輸、海上鉆井平臺等能源產(chǎn)業(yè)。近年來，風(fēng)力發(fā)電行業(yè)發(fā)展速度加快，但風(fēng)力發(fā)電必需的風(fēng)車葉片大多采用玻璃纖維材料制造而成，難以滿足大尺寸葉片后對強(qiáng)度和剛度的要求，而用復(fù)合碳纖維材料制造的風(fēng)車葉片能完全滿足需要（風(fēng)車葉片可達(dá)30-40m），因此碳纖維復(fù)合材料的廣泛應(yīng)用將促進(jìn)風(fēng)能發(fā)電行業(yè)的快速發(fā)展。目前全球風(fēng)能發(fā)電產(chǎn)業(yè)正在迅速發(fā)展， 以復(fù)合碳纖維材料制備的大尺寸葉片風(fēng)機(jī)將成為發(fā)展趨勢。

　　4. 建筑領(lǐng)域

　　隨著碳纖維制造技術(shù)的提高以及成本的降低，建筑領(lǐng)域已成為碳纖維材料應(yīng)用的新市場，碳纖維已用于補(bǔ)修加固建筑部件、替代鋼筋材料、屋頂構(gòu)架材料等。其中碳纖維加固修補(bǔ)結(jié)構(gòu)技術(shù)是繼加大混凝土截面、粘鋼之后的又一種新型的結(jié)構(gòu)加固技術(shù)，對加固橋梁、維修建筑物等有重大幫助。此外碳纖維材料也廣泛應(yīng)用于制造碳纖維復(fù)合材料片、碳纖維增強(qiáng)混凝土、碳纖維增強(qiáng)膠接層板等建筑材料。