市場上90%的碳纖維以聚丙烯腈為原料，剩下的10%則是人造絲或石油瀝青，它們有一個共同的特點，就是含碳量非常高。在制造的過程中，還會使用到一些氣體或液體，它們能與碳纖維發(fā)生反應(yīng)以達到特定的效果。本文以聚丙烯腈基碳纖維為例介紹一下它的制造流程。
 

（圖示：碳纖維）

 

　　紡絲

 

　　先將聚丙烯腈與其它樹脂混合，例如甲基丙烯酸酯或甲基丙烯酸甲酯并加入一定的催化劑讓它們發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。反應(yīng)結(jié)束后將它們用不同的方法紡成絲線。紡紗的時候也要加入特定的化學(xué)物品。

 

　　穩(wěn)定

 

　　在碳化之間先要穩(wěn)定一下它的化學(xué)性能，這個步驟通過加熱完成。將纖維在空氣中加熱30~120分鐘，溫度約200℃~300℃，使得原子鍵模式重新排列，出去氧分子。看似簡單的過程事實上很復(fù)雜，很多因素都要精細控制。

 

　　碳化和石墨化

 

　　碳化是將纖維加熱到1000℃左右，去除里面的非碳原子，讓純度提高，石墨化則是加熱到2000℃左右，進一步提高碳原子的含量。最后纖維的含碳量能達到95%左右。

 

　　表面處理

 

　　石墨化后，纖維的表面不能很好與環(huán)氧樹脂或其它材料結(jié)合，所以還要經(jīng)過一些化學(xué)處理，增加表面的粗糙度。為了防止纖維在編織或纏繞的過程中受損，還能在表面施膠，起保護作用。

 

　　制造完成后的碳纖維，需要經(jīng)過一定的質(zhì)量檢測，常見的纖維測試包括密度、強度、拉伸模量、施膠量、耐高溫程度以及其它。為了避免麻煩，在制造的時候各項數(shù)據(jù)就要嚴(yán)格監(jiān)控，包括時間、溫度、氣流、和化學(xué)成分，使生產(chǎn)出來的產(chǎn)品質(zhì)量更好。另外，碳纖維粉塵可能會引起皮膚過敏，吸入肺部的話無法排出，所以操作的時候一定要戴上護目鏡、手套、口罩，穿工作服。

 

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