碳（石墨）纖維是由有機纖維或低分子烴氣體原料經過加熱至1500℃所形成的由不完全石墨結晶沿纖維軸向排列的一種纖維狀多晶碳材料，其碳元素的含量達95%以上。 碳纖維制造工藝分為有機先驅體纖維法和氣相生長法。應用到有機先驅體纖維主要有聚丙烯腈纖維、人造絲和瀝青纖維等。目前世界各國發展的主要是PAN碳纖維和瀝青碳纖維。工業上生產石墨纖維是與生產碳纖維同步進行的，它需要在經高溫（2000~3000℃）加熱處理，使亂層類石墨結構的碳纖維變成高均勻、高取向度結晶的石墨纖維。氣相生長法制得的碳纖維成為氣相生長碳纖維（VGCF）。 碳纖維按力學性能又分為通用級（GP）和高性能級（HP級）。 碳纖維具有低密度、高強度、高模量、耐高溫、耐化學腐蝕、低電阻、高導熱、低熱膨脹、耐化學輻射等特性。還具有纖維的柔曲性和可編性，比強度和比模量優于其他無機纖維。碳/環氧基復合材料的拉伸強度超過鋁合金。但是碳纖維性脆、耐沖擊性和高溫抗氧化性較差。 碳纖維增強環氧樹脂基復合材料制品已廣泛應用于制作火箭噴管、導彈頭部鼻錐、飛機、人造衛星的結構部件等國防工業領域中，此外，還廣泛用于制造運動器件，也用作醫用材料、密封材料、制動材料、電磁屏蔽材料和防熱材料等。還可大量用于建筑材料。 超高分子量聚乙烯纖維 超高分子量聚乙烯（UHMWPE)纖維是由荷蘭DSM公司在1979年申請了第一項發明專利的基礎上，于1990年開發研制成功的，商品名“Dyncema”。隨后日本東洋紡、日本三井石化合美國聯合信號公司先后取得了DSM的專利許可權，開始進行開發和生產，使其纖維強度由最終的6.4CN/dtex，37CN/dtex。 UHMWPE纖維的制造技術，首先采用了一般的Ziegler-Natta催化劑體系將乙烯聚合成分子量為100萬以上，為普通聚乙烯纖維的30~60倍。 UHMWPE纖維的表面自由能低，不易與環氧樹脂基體黏合，對其進行表面處理以便提高它與基本的界面黏合性能。主要的處理方法有：①表面等離子反應力法；②表面等離子聚合方法。該纖維是目前比強度最高的有機纖維。在高強度纖維中它的耐動態疲勞性能和耐磨性能最高，耐沖擊性能和耐化學藥品性也很好，但是最大的缺點是其極限使用文帝只有100~300℃，蠕變較大，因此，限制了它在許多領域中的應用。目前主要應用在制備耐超低溫、負膨脹系數、低摩擦系數和高絕緣等性能較高的制品領域中。 |