国内外碳纤维生产现状及发展趋势
碳纤维是纤维状的碳素材料，含碳量在90%以上。它是利用各种含碳的有机纤维在惰性气体中、高温状态下碳化而制得的较高纯度碳链。碳纤维具有十分优异的力学性能，是目前已大量生产的高性能纤维中具有高的比强度和高的比模量的纤维，特别是在2000℃以上的高温惰性环境中，碳材料是唯一强度不下降的物质，是其他主要结构材料(金属及其合金)所无法比拟的。碳纤维呈黑色，坚硬，具有强度高、重量轻等特点，是一种力学性能优异的新材料，它的比重不到钢的1/4，碳纤维树脂复合材料抗拉强度是钢的7.9倍，抗拉弹性模量高于钢。除了优异的有了胶接施工蓝图后，要对被粘物进行必要的准备，如：构件的卸载、构件的复原、钢板的裁剪等。在以上准备的前 提下，对构件的表面及钢板表面进行处理。钢板可用手提电 动式平砂轮将表面锈蚀清除，并打毛出纹路来，使之出现金属本来的光亮。在涂胶前再清洗1～2次，使表面保持无油、干净、干燥和粗糙。力学性能外，碳纤维还兼具其他多种优良性能，如低密度、耐高温、耐腐蚀、耐摩擦、抗疲劳、震动衰减性高、电及热传导性高、热膨胀系数低、X光穿透性高，非磁体但有电磁屏蔽性等。
我国自20世纪60年**始碳纤维研究开发至今已有近40年的历史，但进展缓慢，同时由于发达国家实际运营中的桥梁无论受弯构件、大偏心受压构件,混凝土受力裂缝过宽、很多,并能肯定就是承载能力不足,也有可能是使用的正常状态混凝土的主拉应力、正拉应力过大使得截面产生横向裂缝(受拉边缘)、斜向裂缝(腹板)。而产生此类病害的原因很多,例如截面尺寸不足、材料强度不达标、钢筋配筋率底、混凝土强度不够、超载严重等等,因此,大多只有在使用载荷下受拉钢筋布置偏少时,才适合使用粘贴附加物加固。对我国几十年的技术封锁，至今没能实现大规模工业化生产，工业及民用领域的需求长期依赖进口，严重影响了我国高技术的发展，尤其制约了航空航天及国防事业的发展，与我国的经济社会发展进程极不相称。所以，研制生产高性能、高质量的碳纤维，以满足和民用产品的需求，扭转大量进口的局面，是*前我国碳纤维工业发展的迫切任务。
一、生产方法
目前，工业化生产碳纤维按原料路线可分为聚丙烯腈(PAN)基碳纤维、沥青基碳纤维和粘胶基碳纤维三大类。碳纤维生产就是不断除去杂质元素（主要为H、N、O、K、Na），减少缺陷，净化、重整碳链的过程。从粘胶纤维制取高力学性能的碳纤维必须经高温拉伸石墨化，碳化收率低，技术难度大、设备复杂，成本较高，产品主要为耐烧蚀材料及隔热材料所用；由沥青制取碳纤维，原料来源丰富，碳化收率高，但因原料调制处理复杂、产品性能较低，亦未得到大规模发展；由聚丙烯腈纤维原丝可制得高性能的碳纤维，其生产工艺较其它方法简单，而且产品的力学性能优良，用途广泛，因而自20世纪60年代问世以来，取得了长足的发展，成为*今碳纤维工业生产的主流。
与聚丙烯腈基碳纤维相比，沥青基碳纤维发展相对滞后。1987年9月日本三菱、旭化成建成了年产500t高性能沥青基碳纤维装置，这标志着沥青基碳纤维已处于工业化过渡的新阶段。沥青基碳纤维的炭化收率比聚丙烯腈基高，原料沥青价格也远比聚丙烯腈便宜，在理论上这些差别将使沥青基碳纤维的成本比聚丙烯腈基碳纤维低。然而要制得高性能碳纤维，原料沥青中的杂质等必须完全脱除，沥青转化为中间相沥青，这使得高性能沥青基碳纤维的成本大大增加。实际上高性能沥青基碳纤维的成本反而比聚丙烯腈基碳纤维高。故目前于只追。由于粱底碳纤维布延伸到了支座，另外试验粱在剪弯段配置了较多的箍筋，两试验粱均未发生端部剥离破坏．只是ti3梁在钢筋屈服后很快破坏，而且破坏较为突然；与B13粱相比，B14粱的极限荷载稍有提高，跨中挠度稍有下降，这可能是由于附加锚固措旌限制了粱底粘结裂缝的旋展，从而提高了粱的承载力和刚度。且B14梁破坏时裂缝数目更多，碳纤维逐条被拉断，比B13粱表现出更好的延性破坏的特征。可见，采用U型箍作为附加锚固措施，对防止碳纤维出现端部剥离、提高承载力、提高延性等方面都起到了积极的作用；对于配箍率较低的梁其作用将更加明显。因此，粘贴碳纤维布加固时采用U型箍作为附加锚固措施是十分必要的。求性能而不计成本的极少数如宇航部门使用。
聚丙烯腈基碳纤维的生产主要包括原丝生产和原丝碳化两个过程。原丝生产过程主要包括聚合、脱泡、计量、喷丝、牵引、水洗、上油、烘干收丝等工序。影响植筋工作性能的因素较多，除了植筋试件本身的参数以外，还与植筋粘结剂的粘结强度有关。目前，我国在建筑物加固改造中大量使用植筋粘结剂，等知名企业也进行了植筋粘结剂的生产和研究工作。这些植筋粘结剂在化学成分、用法和价格上存在很大的差异。碳化过程主要包括放丝、预氧化、低温碳化、高温碳化、表面处理、上浆烘干、收丝卷绕等工序。在生产聚丙烯腈(PAN)基碳纤维的时候，被称为“母体”的聚丙烯腈纤维首先要通过聚合和纺纱，然后将这些母体放入氧化炉中在200到300摄氏度进行氧化。另外，还要在碳化炉中，在温度为1000到2000摄氏度间进行碳化制成碳纤维。
尽管碳纤维生产流程相对较短，但生产壁垒很高，其中碳纤维原丝的生产壁垒是难中之难，具体表现在碳纤维原丝的喷丝工艺、聚丙烯腈聚合工艺、丙烯腈与溶剂及引发剂的配比等。目前世界碳纤维技术主要掌握在日本的东丽公司、东邦Tenax集团和三菱人造丝集团，这三刚擁筑的混凝土强度低、抵抗変形能力小,如遇到不利的温湿度条件,其表面容易发生有害的冷缩和干缩裂缝。保温的目的是減小混凝表面与内部温差及表面混凝温度梯度,防止表面裂缝的发生。无论在常温还是在负温下施工,混凝土表面都需覆盖保温层。常温保温层,可以对混凝土表面因受大气温度变化或雨水袭击的温度影响起到缓冲作用,负温保温层则根据工程项目地点、气温以及控制混凝内外温差等条件进行。但负温保温层必典发宣、通材料覆読层,省数果多理想。保温层来有保湿的作用,如果用、湿砂层,湿锯来层成水保、湿数果尤为突出,保湿可以提高混凝土的表面抗裂能力。家企业技术严格保密，工艺难以外露，而其他碳纤维企业均是处于成长阶段，生产工艺在摸索中不断完善。
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