碳纖維的概念、特點。碳纖維(Carbon Fiber,簡稱 CF)是由聚丙烯腈(PAN)(或瀝青、粘膠)等有機母體纖維,在高溫環境下裂解碳化形成碳主鏈機構,含碳量在 90%以上的無機高分子纖維。
按原絲類型分類。按照原絲類型進行分類,PAN 基碳纖維相較于其他兩種碳纖維工藝難度更低,并且擁有優異的成品品質和優良的力學性能,是碳纖維的主流。據中國化學纖維工業協會,PAN 基碳纖維占據市場 90%以上的份額,而粘膠纖維不足 1%。
按力學性能分類。碳纖維在應用時多是利用其優良的力學性能作為增強材料使用,因此更多的是按其力學性能進行分類。在實務中,拉伸強度和模量是國際碳纖維分類的主要標準。我國已于 2011 年 11 月 13 日頒布了《聚丙烯腈(PAN)基碳纖維國家標準(GB/T26752-2011)》,由于日本東麗在全球碳纖維行業具有絕對領先優勢,國內一般采用日本東麗(TORAY)標準進行分類。
國際碳纖維發展概況。國際上 PAN 基碳纖維的生產起步于 20 世紀 50 年代末,經過 70~80 年代的穩定發展,90 年代的飛速發展,到 21 世紀初其生產工藝技術已逐步成熟。行業發展初期,碳纖維主要用于軍工和宇航,經過 50 余年的發展,現正在向工業領域和普通民用領域延伸。
國內碳纖維發展概況。我國碳纖維工業的起步可以追溯到 20 世紀 60 年代,但在關鍵技術、產量和行業集中度方面與西方發達國家存在較大差距。