碳纤维总类
二、聚丙烯腈基碳纤维发展现况
2.1世界总况
1959年日本的进藤昭男发明了用聚丙烯腈(PAN)原丝生产碳纤维的方法。1969年，日本东丽公司研究成功特殊的单体共聚PAN基碳纤维，结合美国联合碳化物公司(Union Carbide)的碳化技术，生产出高强度、高模量碳纤维。20世纪70年代末以来，国外许多以PAN纤维为原料制造碳纤维的厂家在原料供应及碳纤维的生产、供销方面进行广泛合作与竞争，促进了PAN包括FRP板拉断和混凝土压碎两种形式。当FRP板端锚固可靠时，梁能达到其抗弯极限承载力后才破坏，即发生弯曲破坏；第二类是剪切破坏形式，若梁加固后的抗弯承载力大于未加固时的抗剪承载力，则梁可能发生此类脆性破坏形式；第三类是“剥离”破坏形式，即加固梁在达到其抗弯和抗剪极限承载力以混凝土构件未受载荷或完全卸载（混凝土未开裂）后，在受拉区表面粘贴钢板加固，类似于梁底粘贴钢板的钢筋混凝土组合梁，钢板和钢筋共同受力和变形。部分卸载或不卸载粘钢加固，粘钢前结构已载荷受力（第一次受力），截面应力水平视卸载多少而定。然而，所粘钢板只在新增载荷下才开始受力（原结构第二次受力）。此即钢筋的应力超前现象。同时。由于卸载的不完全性，原梁存在初始应变，粘钢加固后的外粘钢板与原粱一起受力，钢板应变从零开始滞后于原梁内的钢筋。此即钢板的应变滞后现象。前发生FRP板与混凝土分离而破坏的形式，这是加固梁最为常见的破坏形式。基碳纤维工业的长足发展。特别是进入90年代以后，由于PAN基碳纤维性能优越，应用领域日益扩展。
目前世界PAN基碳纤维已进入发展旺盛的成熟期，主要表现为：
1)PAN基碳纤维产量急剧提高，生产规模大型化，产品价格下降。2)PAN基碳纤维生产工艺、设备、技术不断改进，碳纤维性能不断提高。如：日本东丽公司已开发出高强型T1000系列碳纤维，抗拉模量295GPa，拉伸强度达7.05GPa，而其高强高模MSJ型抗拉模量达640GPa，抗拉强度为3.62GPa。3)应用范围从少数高科技领域、军事部门扩展到整个工业民用的各个部门。
目前，聚丙烯腈基碳纤维产量约占全球碳纤维总产量的90%，生产能力约为31565t／a，其中小丝束碳纤维约为23165t／a，占73.4%，大丝束碳纤维约为8400t／a，占26.6%；日本东丽、东邦和三菱三家公司的高性能小丝束碳纤维生产能力合计为17500t／a，占世界高性能小丝束碳纤维总能力的75.5%，基本控制了世界高性能小丝束碳纤维的生产。
聚丙烯腈基大丝束碳纤维世界总生产能力为8400t／a，福塔菲尔(Fort-afil)、卓尔泰克(Zohek)、阿尔迪拉(Aldi近年来在加固工程中应用较多，加固理论和施工技术亦趋向成熟．我国已有现行规范可遁。粘钢补强法是由传统土建配筋浇筑砼加固法向化学粘钢法过度的新开拓。等于提高了原结构构件的配筋量，相应的提高了结构构件的承载能力，而这些能力是靠粘合剂的良好粘结性能，把钢材与混凝土牢固地粘结在一起，形成整体，有效地传递应力，共同工作来保证。实验证明：钢材与砼粘结，抗剪强度达到12．6MPa、抗压强度达到70．6MPa，均匀扯离强度达到l8MPa，耐温度60——80C￣，可满足50年以上的使用耐久性要求。la)、爱斯奇爱尔(SGL)等四家公司垄断了世界聚丙烯腈基大丝束碳纤维的生产植筋工程的施工环境应符合下列要求：基材表层含水率应符合胶粘剂产品使用说明书的规定；雨雪、大风天气严禁露天作业，若确实需要施工时，应采取有效的保温措施。植筋位置应经放线并探测钢筋位置后标定。若植筋孔位受原钢筋干扰，应通知设计单位改变位置，并出具变更设计通知书。。其中福塔菲尔公司为3500t／a，占世界聚丙烯腈基大丝束碳纤维总生产能力的41.7%，居世界的首位。