制备碳纤维的前驱体纤维有何要求

【专家解说】：　　制备碳纤维的前驱体纤维要求要有高比强度、高比模量、耐高温、耐腐蚀、耐疲劳、抗辐射、导电、传热、和相对密度小等一系列优异性能。

　　碳纤维以其特殊性能不仅在民用领域获得飞速发展，如飞机、火车、汽车、体育器材等行业，表现出了其他材料无法比拟的优点，更是军工领域、航空、航天、导弹、舰船制造不可缺少的材料之一。碳纤维最早主要用于军工领域，随着上世纪90 年代中期冷战的结束，碳纤维的用途逐渐转向民用领域，最初以体育休闲用品为主，之后逐渐扩展到工业、汽车、医疗设备、石油开采、电子设备、建筑补强、风电等领域。

　　碳纤维在各领域的应用

　　1. 航空航天领域

　　碳纤维具有耐高温、耐老化、抗腐蚀等优点，被广泛用来生产火箭、卫星、飞机等航空航天飞行器。用碳纤维材料代替金属材料作为结构材料，不仅能够保证结构材料具有较高的强度和刚度，同时还能够减轻飞机的重量，大幅降低油耗，提高飞机运行的经济效益。与此同时，中小型飞机对碳纤维的需求量也在迅速增长，商务机和直升飞机的碳纤维材料用量已达到了70% -80%.

　　2. 体育领域

　　碳纤维复合材料在体育用品领域中应用很广，钓鱼杆、高尔夫球杆以及网球拍产品中碳纤维的应用尤为广泛，其中钓鱼杆现年产量约1200 万只，年碳纤维用量为1200t;高尔夫球杆随着轻量化和长尺寸化的要求，现已占碳纤维体育用品用途的50%,年碳纤维用量为2000t;网球拍的年市场规模约为450 万只，年碳纤维用量约500t.
　　3. 能源领域

　　复合碳纤维广泛应用于风能发电、海底石油运输、海上钻井平台等能源产业。近年来，风力发电行业发展速度加快，但风力发电必需的风车叶片大多采用玻璃纤维材料制造而成，难以满足大尺寸叶片后对强度和刚度的要求，而用复合碳纤维材料制造的风车叶片能完全满足需要（风车叶片可达30-40m），因此碳纤维复合材料的广泛应用将促进风能发电行业的快速发展。目前全球风能发电产业正在迅速发展， 以复合碳纤维材料制备的大尺寸叶片风机将成为发展趋势。

　　4. 建筑领域

　　随着碳纤维制造技术的提高以及成本的降低，建筑领域已成为碳纤维材料应用的新市场，碳纤维已用于补修加固建筑部件、替代钢筋材料、屋顶构架材料等。其中碳纤维加固修补结构技术是继加大混凝土截面、粘钢之后的又一种新型的结构加固技术，对加固桥梁、维修建筑物等有重大帮助。此外碳纤维材料也广泛应用于制造碳纤维复合材料片、碳纤维增强混凝土、碳纤维增强胶接层板等建筑材料。