钢铁时代进入到个复合材料广泛应用的时代。 二碳纤维的产品形式及制造工艺 碳纤维有四种产品形式纤维，布料，预浸料坯，和切短纤维。 布料指的是由碳纤维制成的织品。预浸料坯是种产品，是将碳纤维 按照个方向致排列， 状。切短纤维指的是短丝。按照不同的配比，这些产品和树脂起应 用将形成碳纤维强化塑料。 将树脂附在纤维上可以制成压力容器和轧滚， 成都新能源有限公司编制 投资科技产业园碳纤维材料可行性研究报告 芯儿上，然后进行塑化或硬化处理。这种方法被称为缠绕成型法 将布料放入个模型中，然后用树脂浸泡，这就是所说的树脂转注 成型法 加压和塑化成型而成的。将预浸料坯缠绕在个芯儿上，然后将其加 热和塑化，这就是所说的薄片缠绕法 高尔夫球棒和钓鱼杆。 三产品种类 聚丙烯腈基碳纤维 聚丙烯腈纤维制备碳纤维属于有机先驱体纤维法。即将有机纤 维在氧化介质如空气氧臭氧氧化氮二 氧化氮三氧化硫等气氛中进行低温处理，纤维内部发生交联 化氧化脱氢脱水脱二氧化硫以及热分解等复杂的化学反应， 其变为热稳定型结构， 此阶段是形成纤维的稳定化过程， 的惰性气氛高纯氮中进行高温处理，此时纤维内部 产生交联环化缩聚芳构化等系列化学反应。排除其中非碳原 子， 纤维分子易于沿纤维轴向取向，碳化收率 为， 附件存在塑性，便于纺丝后的改性处理和经受高温碳化处理， 这些特点使其成为迄今发展高性能碳纤维最受人注目的先驱体。 体纤维的质量和性质是生产高性能碳纤维的前提。 成都新能源有限公司编制 投资科技产业园碳纤维材料可行性研究报告 纯度高强度高取向度细旦化致密化结晶度原丝圆形截面 形状，变导系数等性能。有了制造基碳纤维的方法，也有了制 造技术，所以制造高性能基碳纤维原丝质量又成为个技术焦 点。 聚丙烯腈基碳纤维的生产主要包括原丝生产和原丝碳化两个过 程。原丝生产过程主要包括聚合脱泡计量喷丝牵引水洗 上油 高温碳化表面处理上浆烘干收丝卷绕等工序。 沥青基碳纤维 沥青基碳纤维成为目前碳纤维领域中仅次于基的第二大原 料路线。沥青基碳纤维分为两大类类是通用级，由各向同性沥青 制造另类是高性能级，由各向异性中间相沥青制造纤维。 沥青基碳纤维的制造工艺流程如下 石油渣油煤沥青煤液化油 精制或调制 各向同性沥青 熔融纺丝 各向同性沥青纤维 不溶化处理氧化气氛 各向同性不融化纤维 炭化惰性气氛 各向同性碳纤维 热调制 各向异性沥青中间相 熔融纺丝 各向异性沥青纤维 不溶化处理氧化气氛 各向异性不融化纤维 炭化惰性气氛 各向异性碳纤维 成都新能源有限公司编制 投资科技产业园碳纤维材料可行性研究报告 石墨化惰性气氛石墨化惰性气氛 各向同性石墨纤维 通用级石墨纤维 粘胶基碳纤维 各向异性石墨纤维 高性能石墨纤维 木材棉籽绒或甘蔗渣等天然纤维素与和反应生成纤 维素磺酸钠，提纯后采用步或两步法制得粘胶，再经湿法纺丝成型 和后处理等工序而制成碳纤维。 从粘胶纤维开发成碳纤维有三个主要步骤 于炭化过程小于石墨化过程大于 工艺流程如下为催化剂，在氢气还原性气 成都新能源有限公司编制 投资科技产业园碳纤维材料可行性研究报告 氛中使其烃类热解左右成碳而制得纤维状产物。 螺旋形碳纤维的生成过程中，催化剂是基础，助催化剂是 必备条件，如果没有助催化剂的存在，则生成。催化剂是过渡 金属等，助催化剂为等，他们生成共晶体助催化剂的存在可降 低共晶体的熔点，有利于的生成。 第三章研究方法 碳纤维可分别用聚丙烯腈纤维沥青纤维粘胶丝或酚醛纤维经 碳化制得按状态分为长丝短纤维和短切纤维按力学性能分为通 用型和高性能型。通用型碳纤维强度为兆帕 左右。高性能型碳纤维又分为高强型强度模量 和高模型模量以上 超高强型模量大于的称为超高模型。随着航天和航空工业 的发展，还出现了高强高伸型碳纤维，其延伸率大于。用量最大 的是聚丙烯腈基碳纤维。 目前应用较普遍的碳纤维主要是聚丙烯腈碳纤维和沥青碳纤维。 碳纤维的制造包括纤维纺丝热稳定化预氧化 等个过程。其间伴随的化学变化包括脱氢环化预氧化氧化 及脱氧等。 成都新能源有限公司编制 投资科技产业园碳纤维材料可行性研究报告 第四章测试研究数据来源 测试与标准 碳纤维的拉伸性能测试分单丝法和复丝法。 下面首先对于单丝法拉伸予以描述 非常脆弱，剪切强度很低，稍有不慎就会断裂，因此在每次试验过程 中，需要细心耐心，不要对试样造成损伤。国际标准碳 纤维单纤试样的测定和日标碳纤维试验方法指出了 采用纸框法固定试样，当然也不排除其他方法。中国的方法标准正在 制定中， 曲阜师范大学的张小英张斌在年纺织标准与质量发表了 碳纤维拉伸性能的测试方法纺织实验技术 实验十五碳纤维强伸性能测试等文章。单纤维强伸性能试验要 采用能测试碳纤维的高强高模纤维强力仪，如型碳纤维强力机 型电子碳纤维强力仪外观如图所示 型电子碳纤维强力仪 成都新能源有限公司编制 投资科技产业园碳纤维材料可行性研究报告 试样制备 纸框法固定试样，剪取适当长度的该碳纤维试验样品，用钢针沿着纤 维方向将其分离，使试验样品蓬松便于抽取。用取样盘来盛取试样， 为保证测得结果的准确性，不能对碳纤维造成任何损伤。采用国外标 准制作衬纸很麻烦， 的方法。左右厚的打印纸做基片 划出个尺寸合适的框，复制满纸打印图是隔距拉伸 尺寸。若隔距拉伸时，裁切线的长度应增加倍 裁切线吻合后用刀片沿裁切线将实 线部分裁除，然后两端贴上宽 的双面胶纸抽取分离的单根碳纤维 试验样品，沿中心虚线放上，并用双 面胶纸固定。也可以用融化后的松 试样制备示意图 香，将单根碳纤维焊接在纸框上，其焊点起到固定单根碳 纤维的作用试验证明采用焊接方式没有双面胶纸固定方式好 用，而且夹持试样时要离开焊点再用宽的纸条， 沿着裁切线宽度方向覆盖双面胶纸和试验样品端头， 离成固定在单个纸框上的待测试样。注意碳纤维的取样比较困难， 尤其处理后的碳纤维，很细，也很难分辨是根还是两根，根据实验 中曲线对比进行判断如果记录下的曲线斜率明显大于其他试样的很 有可能是两根纤维，必要时可以用放大镜配合取样。 成都新能源有限公司编制 投资科技产业园碳纤维材料可行性研究报告 测试 测试程序与仪器型号有关系。不同仪器型号其测试过程不同。 面分别用两种型单纤维强力仪的操作过程加以说 明。 例如。 按试验要求设定试验拉伸速度，本实验取 ，如果采用松香固定试样时，上下夹持器夹持试样时要离 开焊点 被测试样的端夹持在电子式碳纤维强力仪的上夹持器上， 另端夹持在下夹持器上。采用恒定的拉伸速度拉伸试样，直至试样 断裂。记录单次值的断裂强力和断裂伸长等技术指标，试验结束后仪 器自动给出所有技术指标的统计值。和机联机可获得实时曲线， 便于分析技术数据。 气动夹紧的拉伸试验型 将上述准备好的待测试样端沿着裁切线宽度边缘， 夹紧，另端沿着裁切线宽度边缘被下夹持器夹紧，并将夹紧的待测 试样两侧剪断，按拉伸 器自动返回。重复测试过程，做完设定次数。仪器会在试验过程中自 动打印试验记录。由于夹持器没有直接夹持试样，减少了试样断裂在 钳口的概率。该测试适用于气动夹紧夹持器的仪器。 如需联机，应在开启电源前接好接口，开启电脑启动程序， 成都新能源有限公司编制 目录 第章研究背景 定义 二行业形势 第二章研究内容 碳纤维性质 二碳纤维的产品形式及制造工艺 三产品种类 聚丙烯腈基碳纤维 沥青基碳纤维 粘胶基碳纤维 活性碳纤维 气相生长碳纤维 第三章研究方法 第四章测试研究数据来源 测试与标准 碳纤维的拉伸性能测试分单丝法和复丝法。 试样制备 测试 第五章市场研究 市场规模 成都新能源有限公司编制 核准通过，归档资料。 未经允许，请勿外传, 投资科技产业园碳纤维材料可行性研究报告 二竞争态势 国外碳纤维形势分析 国内生产厂家 三行业投资的热点 四行业项目