碳纤维用途非常广泛从航天、航空、 汽车、 电子、 机械、化工、轻纺等民用工业到运动器材和休闲用品等。碳纤维增强的复合材料可以应用于飞机制造等*领域、风力发电叶片等工业领域、电磁屏蔽除电材料、人工韧带等身体代用材料以及用于制造火箭外壳、机动船、工业机器人、汽车板簧和驱动轴等。球棒等体育领域。碳纤维是典型的高科技领域中的新型工业材料广PAN基碳纤维的制备 泛聚****碳纤维是以聚****纤维为原料制成的碳纤维,主要作复合材料用增强体。无论均聚或共聚的聚****纤维都能制备出碳纤维。为了制造出*碳纤维并****生产率,工业上常采用共聚聚****纤维为原料。对原料的要求是:杂质、缺陷少;细度均匀,并越细越好;强度高,毛丝少;纤维中链状分子沿纤维轴取向度越高越好,通常大于80%;热转化性能好。
生产中制取聚****纤维的过程是:先由****和其他少量第二、第三单体(*甲醋、甲叉丁二脂等)共聚生成共聚聚****树脂(分子量高于 6到8万),然后树脂经溶剂(硫氰酸钠、二甲基亚矾、*和****等)溶解,形成粘度适宜的纺丝液,经湿法、干法或干湿法进行纺丝,再经水洗、牵伸、干燥和热定型即制成聚****纤维。若将聚****纤维直接加热易熔化,不能保持其原来的纤维状态。制备碳纤维时,首先要将聚****纤维放在空气中或其他氧化性气氛中进行低温热处理,即预氧化处理。预氧化处理是纤维碳化的预备阶段。一般将纤维在空气下加热至约270℃,保温0.5h到3h,聚****纤维的颜色由白色逐渐变成*、棕色,****后形成黑色的预氧化纤维。是聚****线性高分子受热氧化后,发生氧化、热解、交联、环化等一系列化学反应形成耐热梯型高分子的结果。再将预氧化纤维在氮气中进行高温处理1600℃的碳化处理,则纤维进一步产生交联环化、芳构化及缩聚等反应,并脱除氢、氮、氧原子,****后形成二维碳环平面网状结构和层片粗糙平行的乱层石墨结构的碳纤维。
由PAN原丝制备碳纤维的工艺流程如下:PAN原丝→预氧化→碳化→石墨化→表面处理→卷
碳纤维在运用在运动休闲领域中,像球杆、*竿、网球拍羽毛球拍、自行车、滑雪杖、滑雪板、帆板桅杆、航海船体等运动用品都是碳纤维的主要用户之一。碳纤维运用在日常用品,像音响、浴霸、取暖器等家用电器以及手机、笔记本电脑等电子产品也可以看到碳纤维的身影。
碳纤维是发展**与国民经济的重要战略物资,碳纤维单丝拉伸曲线属于技术密集型的关键材料,随着从短纤碳纤维到长纤碳纤维的学术研究,使用碳纤维制作发热材料的技术和产品也逐渐普及。在当今世界高速工业化的大背景下,碳纤维用途正趋向多样化。中国已经有使用长纤作为*纤维的一种,在要求高温,物理稳定性高的场合,碳纤维复合材料具备*的优势。材料的比强度愈高,则构件自重愈小,比模量愈高,则构件的刚度愈大,正是由于兼具优异性能,碳纤维在*和民用领域均有广泛的应用前景。
碳纤维布特点
1、单向*拉强度高,是普通钢筋的10倍左右。
2、质量轻,质量只有普通钢筋的1/4,可手工操作,不需要大型的机具、设备;在结构表面粘贴,施工速度快、周期短,对加固结构的生活、生产影响小,且几乎不增加原结构的质量。
3、弹性模量高,尤其是高弹性模量的碳纤维片材,在加固结构中能发挥较大的作用。面积质量有200g每平方米、300g每平方米、450g/每平方米、600g/每平方米,其计算厚度分别为0.111mm、0.167mm、0.250mm、0.333mm,碳纤维板的厚度通常为1.0mm,大不超过2.0mm。
5、适用于潮湿、侵蚀性环境中,因纤维增强复合材料和粘结用树脂化学性能稳,能抵*酸、碱、盐和水的侵蚀。
6、,广泛应用于桥梁等工程;施工性能超群,易于剪裁,对所需的形状和尺寸有很高的适应能力;体积小,对施工的操作空间要求可达到低限度。