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采取以下预防和处理措施：压浆之前，用空压机检查孔道是否通畅，严禁孔道内积水，尤其是冬季，必须排除积水以防混凝土冻裂；波纹管一定要经过验收合格后方可使用，并在使用前做好泌水试验和抗压试验；波纹管接头应留有20cm以上的重叠，并用胶布或透明胶带将接头缠牢。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，生产规砂浆与混凝土在酸性水腐蚀环境下表现出类似的规律性，但砂浆与混凝土之间依然存在诸多差异，比如受侵蚀面积、结构组成等。研究混凝土在酸性水作用下的性能劣化规律，依然需要对混凝土材料本身进行深入研究，砂浆试验结果可以作为参考。强酸性环境下，普通硅酸水泥性能较高抗硫酸盐水泥稍好，而掺入30％粉煤灰对砂浆耐酸性能改善效果要比掺入30％矿粉效果好。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%，大丝束碳纤随着荷載的继续增加,碳纤维布和钢筋的应变越来越大,当达到一定荷载时,钢筋逐步退出工作,荷载几乎完全由碳纤维布承担。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(Aldila)、爱斯奇爱尔(SGL)等四家公司锈胀製缝增大了混凝土的渗透性,为空气中的各种介质一水、氧气、c02、氯离子以及各种杂质进由于混凝土结构耐久性失效而造成的工程事故也时有发生，这更加引起了人们对混凝土结构耐久性的极大关注。1985年英国的Ynys-Gwas大桥因为外界侵蚀物质从梁段拼接处渗入灌浆管道中使预应力钢筋腐蚀断裂而倒塌（事后的调查研究表明，该桥预应力钢筋的腐蚀与浆体材料、施工方法有很大的关系），由此而引发了英国交通产业部在1992～1996年暂时禁止建造后张法预应力混凝土桥梁，同时展开了对后张法预应力混凝土桥梁耐久性的广泛调查和研究。国内近年来也发生了不少的混凝土桥梁倒塌事故，其中有一些就是由于混凝土结构耐久性失效而导致的，如2004年发生的辽宁省盘锦市田庄台辽河大桥坍塌事故，就是因为预应力混凝土体系失效所致。入混凝土体内提供了更直接的路径。锈胀製缝深浅和宽度大小就決定了渗通性变化大小。此外锈胀製體的方向和锈胀製继密度不同,其引起的耐久性劣化是不一样的。製缝方向和钢筋方向平行比正交的情况影响更大,製缝密度大对结构耐久性作用更为显著。垄断了世界聚丙烯腈基大丝束碳纤维的生产。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。