漫谈碳纤维：碳材料的前世今⽣（中）2015-02-06中国复合材料学会 19世纪50年代，碳丝⼜⼀次登场了，这次拯救碳丝的是美国空军基地。当时这帮孙⼦和俄罗斯⼈开展太空竞赛，需要寻航天飞机耐烧蚀材料，获知碳熔点在3600℃，⾼温强度⾼，于是乖乖的把碳丝请回实验室。经过⼀系列的研究，碳丝⼜隆重的回到历史舞台，这次改了⼀个名字：碳纤维。与此同时美国联合碳化物公司UCC也进⼊研制⾏列。1959年，世界上最早上市的黏胶基碳纤维Thornel-25就是UCC的产品。Thornel-25的拉伸强度只有1290MPa，模量 175GPa。
同年⽇本⼈近藤昭男发明了⽤聚丙烯腈基的碳纤维，也就是我们所说的PAN基碳纤维。近藤昭男重要贡献有两⽅⾯，⼀是证明了聚丙烯腈可制造碳纤维，⼀是得出聚丙烯腈原丝要经过预氧化才能碳化成碳纤维，奠定了PAN碳纤维的基础路线。但是近藤昭男并没有造出⾼性能的碳纤维，原因是他的⼯艺路线造出的碳纤维晶体取向⽆序，这个会在以后我们重点介绍。所以1962年⽇本公司制造的PAN碳纤维并未获得成功，⽽第⼆年英国⼈⽡特改进了⽣产⼯艺，在⽣产过程对原丝预氧丝碳丝施加张⼒，使晶体取向接近于平⾏碳纤维轴向，获取了⾼性能的碳纤维。
⾄此PAN碳纤维进⼊⾼速发展时期，1965年⽇本⼈⼤⾕杉郎发明了沥青基碳纤维，并在1970年开始商业化，虽然沥青基碳纤维并没有PAN基碳纤维应⽤⼴泛，但在⾼模量碳纤维领域还是举⾜轻重的。1971年
⽇本东丽公司与美国联合碳化物公司合作⽣产了T300碳纤维，真让中国汗颜，⽐我们早了30多年。借此东丽公司成为世界第⼀碳纤维制造商，⽬前东丽是全球碳纤维营销的领导者。
1972年，美国Hercules公司开始⽣产PAN基碳纤维⽇本⽤碳纤维制造钓竿，美国⽤碳纤维制造⾼尔夫球棒。
1973年，⽇本东邦⼈造丝公司开始⽣产PAN基碳纤维（0.5吨/⽉）⽇本东丽公司扩产5吨/⽉。1974年，碳纤维钓竿、⾼尔夫球棒迅速发展⽇本东丽公司扩产13吨/⽉。
1975年，碳纤维⽹球拍商品化美国UCC公司公布利⽤中间相沥青制造⾼模量沥青基碳纤
维“Thornel—P” 美国UCC的⾼性能沥青基碳纤维商品化。
池炳文1976年，东邦⼈造丝公司与美国塞兰尼斯进⾏技术合作住友化学与美国赫格⾥斯（Hercules）成⽴联合公司。
1979年，⽇本碳公司与旭化成⼯业公司成⽴旭⽇碳纤维公司。
1980年，美国波⾳公司提出需求⾼强度、⼤伸长的碳纤维。
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1981年，台湾台塑设⽴碳纤研究中⼼，⽇本三菱⼈造丝公司与美国Hitco公司进⾏技术合作。1984年，台湾台塑与美国Hitco公司进⾏技术合作，⽇本东丽公司研制成功⾼强中模碳纤维
T800，强度达到5510MPa。
1986年，⽇本东丽公司成功研制⾼强中模碳纤维T1000，强度达到7020MPa。
1989年，⽇本东丽公司成功研制⾼模中强碳纤维M60。nojiya
1992年，⽇本东丽公司成功研制⾼模中强碳纤维M70J，杨⽒摸量⾼达690GPa。
我国从20世纪60年代后期开始研制碳纤维，⾄今已有三⼗多年的历史。1976年在中科院⼭西煤炭化学研究所建成我国第⼀条PAN基碳纤维扩⼤试验⽣产线，产品性能基本达到⽇本东丽公司的T200，国内也叫做⾼强I型碳纤维。我国从"六五"开始研制⾼强II型碳纤维(相当于T300)，但历经20年，产品性能指标仍未达到T300标准，⾄今仍处于中试放⼤阶段。专家认为，制约我国碳纤维发展的"瓶颈"是PAN原丝质量没有真正过关。⽽国际市场上碳纤维的全⽅位商业化始于20世纪70年代，70年代是⾼尔夫球棒和钓鱼杆应⽤的引⼊和发展时期，主要是在⽇本。
合欢果在80年代早期，碳纤维开始被⼴泛地⽤在客机和航空飞⾏器上作为结构材料，主要是⽤在欧洲和北美。然后，⼈们提⾼了对碳纤维的认识，开始把它当成⼀种⾼质量的材料，并在20世纪80年代中期得
到了飞速的增长。在80年代中期，空客公司开始将CFRP作为⾸要的结构材料应⽤在它们的飞机上，⽽且，随着碳纤维在⽹球和新的体育项⽬的应⽤，碳纤维市场得剑了稳步的扩展。
来源：中国碳纤维⽹
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