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碳纖維增強樹脂基復合材料

樹脂基復合材料具有比強度高、可設計性強、性能好、耐腐蝕性能好以及便于大面積整體成型和具有特殊的電磁性能等獨特優點。酚醛樹脂雖然是老的一類熱固性樹脂

，但由于他的原料易得，合成方便，以及酚醛樹脂具有良好的機械強度和耐熱性能，尤其是具有突出的瞬間耐高溫燒蝕性能，（賀福.碳纖維及其應用技術[M].北京：化學工業出版社，2004）而且樹脂本身又具有廣泛性的余地，素以目前酚醛樹脂仍廣泛用于制造玻璃纖維增強塑料、碳纖維增強塑料等復合材料（賀福、王茂章 碳纖維及復合材料【M】.北京；而在球拍、滑雪板、帆板桅桿、航海船體、壘球及棒球球棒產品中同樣也可以看到碳纖維的身影。科學出版社，1995）

二：碳纖維復合材料的原料

1.碳纖維的常用品種

碳纖維品種分類有四種：一是按原絲分子分類，有PAN基、瀝青基、黏膠基三類；二是按性能分類，有通用、標準、高強高模、高導熱、活性等碳纖維；三是按應用領域分類，有航空用、工業用的碳纖維；碳化過程主要包括放絲、預氧化、低溫碳化、高溫碳化、表面處理、上漿烘干、收絲卷繞等工序。四是按應用于復合材料基體分類，有樹脂基用、金屬基用、陶瓷基用、CC用碳纖維。

2.纖維編織布

碳纖維編織布適應一些特殊制品的需要而發展起來的，例如的端頭帽、飛機的剎車片，它們不能用簡單的纖維迭層方法制造，否則有些方向強度太低。一種簡易的編制布是X-Y方向正交的方格和斜紋布。更復雜的是三方向、四方向、七方向和九方向的編織物，那是根據特殊設計要求而制造的，沒有商品。編制平面部即可用于結構件，優點是制品工藝過程形態穩定，又可用于裝飾品，得益于它漂亮的花紋。應用3K斜紋布制作汽車排氣筒和汽車控制臺面就為美觀。1纖維纏繞成型工藝它是開發早的連續成型工藝,即纖維通過樹脂膠槽浸上樹脂后按照一定的規律纏繞在轉動的芯模上,然后經加熱使膠液固化成型。

我國從20世紀60年代后期開始研制碳纖維，歷經近40年的漫長歷程。在此期間，由于國外把碳纖維生產技術列入禁運之列，嚴格控制，制約了我國碳纖維工業的發展。我國科技工作者發揚自力更生的精神，從無到有，逐步建成了碳纖維的工業雛型。20世紀70年代初突破連續化工藝，1976年在中科院山西煤炭化學研究所建成我國條PAN基碳纖維擴大試驗生產線，生產能力為2t／a；20世紀80年展了高強型碳纖維的研究，

于1998年建成一條新的中試生產線，規模為40t／a。我國主要研究單位有山西煤化所、上海合纖所、北京化工大學、山東工業大學、東華大學、安徽大學、浙江大學、長春工業大學等。日本東麗、東邦和三菱三家公司的高性能小絲束碳纖維生產能力合計為17500t／a，。

目前國內小規模PAN基碳纖維生產企業和科研院所共十余家，生產企業為吉化公司，生產能力100t／a；現有裝置生產總能力號稱300t／a，實際年產量不足100t；筆者認為，在碳纖維產業化建設中，要十分注意有序發展，控制規模，規避風險。且產品質量不穩定，達不到T300的水平。目前制約我國碳纖維發展的首要原因是PAN原絲質量不過

在復合材料大家族中，纖維增強材料一直是人們關注的焦點。自玻璃纖維與有機樹脂復合的玻璃鋼問世以來，碳纖維、陶瓷纖維以及硼纖維增強的復合材料相繼研制成功，性能不斷得到改進，使其復合材料領域呈現出一派勃勃生機。

碳纖維板是將同一方向排列的碳素纖維使用樹脂浸潤硬化形成碳纖維板材，能有效解決多層碳纖維布施工困難和工程量大的問題，補果好，施工便捷。采用碳纖維原料與良好基本樹脂，碳纖維板材具有拉伸強度高、耐腐蝕性、抗震性、抗沖擊性等良好性能。