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聚丙烯腈基碳纤维的发展现状摘要：介绍了聚丙烯腈（pan）基碳纤维的国际碳纤维产业的情况和我国碳纤维产业的现状及发展趋势。
关键词：pan碳纤维复合材料应用the current status and development trend of pan carbon fiberzhao xiao-li ,wang li-juanxi’an carbon materials company limited, xi’an, shaanxi 710025, p. r. chinaabstract: the research current status and development trend of pan carbon fiber in home and abroad were introduced mainly.keywords: pan carbon fiber, the research current status and development trendpan碳纤维是一种新型非金属材料。
它一般不单独使用。
多作为增强材料加入树脂、金属、陶瓷，混凝土等材料中构成复合材料。
碳纤维复合材料具有高比强度、高比模量、耐高温、耐腐蚀、传热和热膨胀系数小等优异性能。
既可以作为结构材料承载负荷，又可作为功能材料发挥作用。
因此，近年来碳纤维的应用发展十分迅速，在航空、航天、汽车、风力发电、建筑、电子、体育运动器材等领域得到了广泛的应用[1-2]。
一、发展现状1.国外发展现状1959年聚丙烯腈碳纤维首先由日本的进腾昭南研制成功，1963年英国皇家航空研究中心在纤维处理过程中施加张力进行牵伸，制得高性能碳纤维。
1967年日本东丽公司结合英美的技术，于1971年建成12t/a的生产线，20世纪80年代，碳纤维生产工艺不断改进，性能得到了迅速提高，30多年来，东丽公司开发出了系列碳纤维，如高强型碳纤维t300、t400、t700、t800、t1000；高模量石墨纤维m40；高强高模型碳纤维m40j、m50j等，代表了国际领先水平。
年产聚丙烯腈纤维1. 简介聚丙烯腈纤维是一种合成纤维，具有优良的物理和化学性能，被广泛应用于纺织、医疗、汽车、建筑等领域。
本文档将介绍年产聚丙烯腈纤维的相关信息，包括生产工艺、产品特性和市场前景等。
2. 生产工艺2.1 原料准备聚丙烯腈纤维的生产主要原料为丙烯腈单体。
原料的准备包括丙烯腈的采购和质量检测。
2.2 聚合反应原料丙烯腈通过聚合反应生成聚丙烯腈。
聚合反应需要控制反应温度、反应时间和添加聚合催化剂等参数。
2.3 纺丝和拉伸聚合得到的聚丙烯腈通过纺丝和拉伸工艺，形成连续的聚丙烯腈纤维。
纺丝过程中需要控制纺丝温度和纺丝速度，拉伸过程中需要控制拉伸速度和温度。
2.4 染色和后处理获得的聚丙烯腈纤维可以进行染色和后处理。
染色可以改变纤维的颜色和外观，后处理可以改善纤维的强度和柔软性。
3. 产品特性聚丙烯腈纤维具有以下特性：•高强度：聚丙烯腈纤维的强度比其他合成纤维高，可以用于制备强度要求高的纺织品。
•耐磨性：聚丙烯腈纤维具有良好的耐磨性，适用于制作耐久性要求高的衣物和织物。
•耐候性：聚丙烯腈纤维对紫外线和氧化性环境具有较好的耐受性，能够在户外环境中长时间使用。
•舒适性：聚丙烯腈纤维具有柔软和吸湿排汗的特性，能够增加纺织品的舒适感。
•抗菌性：聚丙烯腈纤维具有抗菌性能，可以防止细菌滋生。
4. 市场前景聚丙烯腈纤维作为一种功能性纤维，具有广阔的市场前景。
随着人们对生活品质的要求提高，对纺织品的功能性需求也越来越多样化。
聚丙烯腈纤维具备多种功能特性，可以满足不同领域的需求。
在纺织行业中，聚丙烯腈纤维可以用于制作高强度的织物和服装，如军用服装、工作服等。
在医疗行业中，聚丙烯腈纤维可以应用于医疗纺织品，如手术衣、口罩等。
在汽车行业中，聚丙烯腈纤维可以用于汽车座椅材料，提供舒适性和耐久性。
在建筑行业中，聚丙烯腈纤维可以用于制作防水材料和隔热材料，提高建筑的性能和耐久性。
综上所述，年产聚丙烯腈纤维具有广阔的市场前景，可以满足不同领域对纺织品功能性的需求。
聚丙烯腈基(PAN)碳纤维的性能\应用及相关标准作者：陈蓉蓉王莘蔚来源：《中国纤检》2010年第11期摘要聚丙烯腈基碳纤维是一种力学性能优异的新材料,在航空、航天、建筑、体育、汽车、医疗等领域得到广泛的应用。
本文简要介绍了国内外PAN基碳纤维的发展历程和现状,PAN基碳纤维的制备、结构、性能及碳纤维的应用领域,详细介绍了PAN基碳纤维相关标准及检测,并对未来发展进行了展望。
关键词:碳纤维;聚丙烯腈;标准Abstract: PAN-based Carbon fiber is a new material with exceptional mechanical property. It has been extensively applied in aviation, space flight, construct, sports, automobile, medical treatment, etc. fields. A brief review of the evolution and current situation of the PAN-based Carbon fiber at home and abroad were included. Furthermore, the preparation, structure, performance and the application area of the PAN-based Carbon fiber were also introduced. Interrelated standards and test methods were specifically expressed. The development in the future was prospected.Key words: Carbon Fiber;Polyacrylonitrile;Standard碳纤维是一种力学性能优异的新材料,它不仅具有碳材料的固有特性,又兼备纺织纤维的柔软可加工性,是新一代增强纤维。
聚丙烯腈基碳纤维布相关标准-回复聚丙烯腈基碳纤维布是一种具有高强度、高模量和耐腐蚀性能的纤维材料。
它广泛应用于航空航天、船舶、汽车、体育器材等领域。
为了确保产品质量，相关的标准在生产和应用中起着重要的作用。
本文将介绍聚丙烯腈基碳纤维布的相关标准，并一步一步回答中括号内的关键问题。
第一步：了解聚丙烯腈基碳纤维布的基本特性聚丙烯腈基碳纤维布是由聚丙烯腈基纤维经过高温炭化处理而成的材料。
它具有高强度、高模量、低密度和优良的耐腐蚀性能。
在应用中，它可以替代传统的金属材料，提高产品的性能，并降低重量。
第二步：了解聚丙烯腈基碳纤维布的相关标准聚丙烯腈基碳纤维布的相关标准包括材料标准、工艺标准和性能标准。
材料标准主要涉及原材料的选择和生产过程中的质量控制要求。
工艺标准主要关注生产工艺的规范和流程。
性能标准则用于评估产品的物理、力学和化学性能。
第三步：了解聚丙烯腈基碳纤维布的材料标准聚丙烯腈基碳纤维布的材料标准主要涉及原材料的选择和质量要求。
例如，标准可能要求使用特定品牌或类型的聚丙烯腈基纤维作为原材料，并对纤维的化学成分、纤度和其他物理性能进行限制。
此外，标准还可能要求严格的生产过程控制，以确保原材料的质量稳定。
第四步：了解聚丙烯腈基碳纤维布的工艺标准聚丙烯腈基碳纤维布的工艺标准主要关注生产工艺的规范和流程。
例如，标准可能要求严格控制纤维的炭化温度和时间，以确保产品具有一致的碳化程度。
此外，标准还可能要求严格控制纤维的纺纱、织造和热固化等工艺参数，以确保产品的外观和性能稳定。
第五步：了解聚丙烯腈基碳纤维布的性能标准聚丙烯腈基碳纤维布的性能标准用于评估产品的物理、力学和化学性能。
例如，标准可能要求测试产品的强度、模量、拉伸性能和耐热性能。
此外，标准还可能要求测试产品的耐候性、耐化学品性和电导率等其他性能。
第六步：总结聚丙烯腈基碳纤维布的相关标准在生产和应用中起着重要的作用。
通过遵循这些标准，可以确保产品具有稳定的质量和性能，提高产品的竞争力。
聚丙烯腈纤维电纺丝摘要聚丙烯腈是一种性能优异、应用广泛的成纤聚合物,聚丙烯腈基碳纤维具有高强度、高模量、耐高温、耐腐蚀的优良性能,广泛应用于化工、机械、造船等方面。
通过Fick 定律建立了纺丝液溶剂扩散的数学模型,得出了溶剂沿纤维原丝的径向分布,讨论了各种因素对溶剂质量分数分布的影响。
静电纺丝技术则可用于制备聚丙烯腈纳米纤维,通过表面仿生修饰、碳纳米管填充等方法改性的聚丙烯腈电纺纤维被尝试作为酶固定化的载体材料,在显著提高载酶量的同时,能大幅度提高酶活性。
糖基功能化的纳米纤维对特定的蛋白质具有较高的识别效率,可望用于蛋白质的分离与纯化。
卟啉化的聚丙烯腈电纺纤维则在显示出荧光特性的同时,在催化、传感等方面具有潜在的应用前景。
关键词聚丙烯腈静电纺丝纳米纤维酶固定化糖基化PAN electrospinningAbstract：PAN is a kind of high-performance, widely used fiber-forming polymers, polyacrylonitrile-based carbon fiber with high strength, high modulus, high temperature resistance, excellent corrosion properties, are widely used in chemical industry, machinery, shipbuilding and so on. By Fick's law established a spinning liquid solvent diffusion mathematical model to arrive along the fiber precursor solvent radial distribution discussed a variety of factors on the solvent mass fraction distribution.Electrospinning technology can be used to prepare polyacrylonitrile nanofibers through the bionic surface modification methods such as carbon nanotubes filled with modified polyacrylonitrile electrospun fiber has been tried as an enzyme immobilization carrier material, significantly increased the amount of enzyme contained in at the same time, can greatly enhance the activity. Functional glycosylation of nano-fiber on a specific identification of proteins with high efficiency,9 could be used for protein separation and purification. Porphyrin-oriented polyacrylonitrile electrospun fiber shows fluorescence in the same time, in catalysis, sensing have potential application prospects.Key words :PAN diffusion dry-jet wet-spinning前言聚丙烯腈(PAN) 是一类通用聚合物材料,其成纤性好、耐一般溶剂、不易水解、抗氧化、化学稳定,并具有优异的耐细菌侵蚀性。
2024年聚丙烯腈纤维市场前景分析1. 引言聚丙烯腈纤维是一种重要的合成纤维材料，具有良好的力学性能和化学稳定性，被广泛应用于纺织品、工业和建筑材料等领域。
本文将对聚丙烯腈纤维市场前景进行深入分析。
2. 市场现状2.1 聚丙烯腈纤维产业链聚丙烯腈纤维的产业链包括原料供应、聚合物合成、纺丝加工、纤维制品生产和销售等环节。
整个产业链中，聚丙烯腈纤维纺丝加工环节是关键，对产品质量和成本起着重要影响。
2.2 市场规模和发展趋势目前，聚丙烯腈纤维市场规模庞大，并呈现出稳定增长的态势。
随着工业化进程的加快和人们对高性能纤维需求的增加，聚丙烯腈纤维市场有望进一步扩大。
3. 市场驱动因素分析3.1 动力行业的需求增加在汽车、航空航天和新能源等动力行业中，聚丙烯腈纤维的应用需求持续增加。
聚丙烯腈纤维作为轻质和高强度的材料，可以提高动力产品的性能和安全性能。
3.2 纺织品市场增长纺织品市场的快速增长也带动了对聚丙烯腈纤维的需求。
聚丙烯腈纤维具有良好的耐磨性和耐久性，适合制作高性能的服装和家居纺织品。
3.3 环保意识提升随着全球环保意识的不断提高，聚丙烯腈纤维作为可回收和可再生的材料备受关注。
政府对环保产业的支持和推动将进一步促进聚丙烯腈纤维市场的发展。
4. 市场挑战和风险4.1 原材料价格波动聚丙烯腈纤维的生产离不开丙烯腈原料，而丙烯腈的价格波动会影响到聚丙烯腈纤维的生产成本和市场竞争力。
4.2 竞争加剧随着市场规模的扩大，聚丙烯腈纤维市场竞争也日益激烈。
市场上存在着多家生产商，产品同质化的风险增大，价格竞争也对企业利润造成一定的压力。
4.3 环保限制虽然聚丙烯腈纤维作为环保材料备受关注，但其生产过程仍然会产生一定的环境污染。
环保政策的限制和监管加强可能对聚丙烯腈纤维市场带来一定的挑战。
5. 市场前景展望基于上述市场驱动因素和挑战分析，聚丙烯腈纤维市场仍然具有广阔的前景。
* 随着技术的进步和工艺的改进，聚丙烯腈纤维的质量和性能将会不断提高，满足各个行业对纤维材料的需求。
聚丙烯腈（PAN）碳纤维黄洛玮1103860621摘要：聚丙烯晴基碳纤维是一种力学性能优异的新材料，具有高强度、高模量、低密度、耐高温、耐腐蚀、耐摩擦、导电、导热、膨胀系数小、减震等优异性能，是航空航天、国防军事工业不可缺少的工程材料，同时在体育用品、交通运输、医疗器械和土木建筑等民用领域也有着广泛应用。
本文简要介绍了其结构，制备方法，性能，应用领域及其前景。
关键词：PAN基碳纤维碳纤维结构 PAN基碳纤维制备 PAN基碳纤维性能 PAN基碳纤维应用前景1.概述碳纤维是一种力学性能优异的新材料，它不仅具有碳材料的固有特性，又兼备纺织纤维的柔软可加工性，是新一代增强纤维。
聚丙烯碳纤维是一种以聚丙烯腈(PAN)、沥青、粘胶纤维等为原料，经预氧化、碳化、石墨化工艺而制得的含碳量大于90％的特种纤维。
碳纤维具有高强度、高模量、低密度、耐高温、耐腐蚀、耐摩擦、导电、导热、膨胀系数小、减震等优异性能，是航空航天、国防军事工业不可缺少的工程材料，同时在体育用品、交通运输、医疗器械和土木建筑等民用领域也有着广泛应用。
PAN基碳纤维生产工艺简单、产品综合性能好，因而发展很快，产量占到90％以上，成为最主要的品种。
2.PAN碳纤维结构碳纤维属于聚合的碳，它是由有机物经固相反应转化为三维碳化合物，碳化历程不同，形成的产物结构也不同。
碳纤维和石墨纤维在强度和弹性模量上有很大差别，这主要是由于其结构不同，碳纤维是由小的乱层石墨晶体所组成的多晶体，含碳量约75%~95%；石墨纤维的结构与石墨相似，含碳量可达98%~99%，杂志少。
碳纤维的含碳量与制造纤维过程中碳化和石墨化过程有关。
PAN选用的原因：1、PAN结构式:这是迄今发展高性能碳纤维最受人瞩目先驱体2、选用PAN原因：a、PAN纤维分子易于沿纤维轴取向；b、碳化收率（1000℃~1500℃）为50%~55%;c、在脱除碳以外的杂原子时其骨架结构很少破坏;d、在180℃附近存在塑性，便于纺丝后的改性处理和经受高温碳化处理。
作者简介:张旺玺:32岁,讲师,现从事碳纤维前驱体聚丙烯腈原丝的研究工作,该工作得到国家自然科学基金等多项资助,发表论文十余篇。
专题论述聚丙烯腈基碳纤维综述张旺玺 王艳芝(山东工业大学,山东济南,250061) 摘 要:对国内外聚丙烯腈基碳纤维的发展历史作了评述,重点对世界聚丙烯腈基碳纤维发展最新趋势作了介绍,并提出了作者对发展我国碳纤维的建议。
关键词:聚丙烯腈 碳纤维 发展 高性能碳纤维的问世,标志着材料发展史上的又一突破。
它具有高比强度、高比模量、耐烧蚀、耐磨、抗疲劳等优异性能。
作为先进复合材料的增强纤维,目前已成为航空航天飞行器不可缺少的材料。
在卫星、运载火箭、战术导弹、飞机上使用,可大幅度减轻结构重量,进而提高技术性能。
在工业,民用产品方面的应用也得到不断开发、扩大,例如:文体用品、运输车辆、机械、建筑材料等。
自聚丙烯腈(PAN )纤维制得了高性能碳纤维以来,由于其生产工艺与粘胶基、沥青基碳纤维相比,具有方法简单,产品力学性能良好等特点得到了大力发展。
PAN 基碳纤维将以强劲的发展势头迈入2000年,届时其生产能力可望突破4.8万吨[1],世界上各大公司竞相扩充自己的生产能力,开发应用范围,形成了系列化、规模化、垄断化高效益生产。
1 国外聚丙烯腈基碳纤维 的发展 1961年日本东丽公司成功地开发出了特殊共聚的PAN 纤维,结合美国Union Carbide 公司的碳化技术,生产出高强、高模的碳纤维。
其后,该公司高性能碳纤维产量一直独居世界之首。
由于该碳纤维是极高附加价值产品,在日本东丽、东邦人造丝、三菱人造丝等公司也争相发展自己的技术,积极参与碳纤维的市场竞争。
70年代末,许多以PAN 纤维为原料制造碳纤维的厂家为扩大产品销路,占领国际市场,在原料供应及碳纤维的生产、供销方面进行广泛交流合作,合资建厂,从而促进了PAN 基碳纤维工业的进一步发展。
80年代后期各公司则着重发展从原丝到碳纤维、制品的配套生产,力求提高经济规模,因此一些大厂不断扩大生产能力,由于产品应用范围开拓不足,从而使世界碳纤维总生产能力大于实际需求。
聚丙烯腈基碳纤维简介及其发展概况摘要：聚丙烯腈基碳纤维为人造合成纤维，是一种力学性能优异的新材料，在航空航天、建筑、体育、汽车、医疗等领域得到广泛的应用。
生产碳纤维采用特殊组分且性能优异的专用PAN基纤维即ＰＡＮ原丝。
本文简要介绍国内外PAN基碳纤维的发展概况和现状，ＰＡＮ基碳纤维的应用，重点介绍了PAN基碳纤维的结构、性能、纺丝、制备等技术，以及分析我国碳纤维与世界先进国家之间的差距及存在的问题且提出一些建设性意见。
关键词：聚丙烯腈基碳纤维纺丝国内外发展比较差距碳纤维生产工艺简单、产品综合性能好，因而发展很快，产量占到90％以上，成为最主要的品种。
碳纤维是一种以聚丙烯腈(PAN)、沥青、粘胶纤维等为原料，经预氧化、碳化、石墨化工艺而制得的含碳量大于90％的特种纤维。
碳纤维具有高强度、高模量、低密度、耐高温、耐腐蚀、耐摩擦、导电、导热、膨胀系数小、减震等优异性能，是航空航天、国防军事工业不可缺少的工程材料，同时在体育用品、交通运输、医疗器械和土木建筑等民用领域也有着广泛应用。
PAN基生产工艺简单，产品综合性能好，因而发展很快，产量占到９０％以上，成为最主要的的品种。
一、碳纤维及其发展史1.1碳纤维的先驱——斯旺和爱迪生碳纤维的起源可追溯到１９世纪６０年代，１８６０年，英国人约瑟夫·斯旺用碳丝制作灯泡的灯丝早于美国人爱迪生。
十九世纪后期他俩各自设计出了白炽灯泡．他是研制碳丝的第一人，同时他的利用挤压纤维素成纤技术为后来合成纤维的问世起到了启迪作用。
爱迪生解决了碳丝应用与白炽灯的灯丝问题，他发明的电灯，这也是碳丝第一次得到了实际应用。
１９１０年库里奇发明了拉制钨丝取代了碳丝作为灯丝，从此碳丝的研制工作停止了下来。
指导了２０世纪５０年代碳丝的研制又重新出现在现在的材料科学的舞台上，但研究的目的是为了解决战略武器的耐高温和耐烧耐腐蚀材料，今天的碳纤维已经形成了一个举足轻重的新型材料体系，已广泛应用于航空、军事和民用工业领域，而且仍在强劲发展．1.2碳纤维的三大原料路线黏胶基碳纤维、聚丙烯腈基碳纤维、沥青基碳纤维，其中以聚丙烯腈基碳纤维应用最为广泛，也是本文将要为大家介绍的。
1.3聚丙烯腈碳纤维的发明者――近藤昭男近藤昭男从业于大阪工业大学技术实验所，在碳研究室从事于碳素的崩散现象和碳素的崩散碳素胶状粒子的研究。
他研究了应运腈纶在一系列热处理过程中物性和结构的变化，即开始研制ＰＡＮ基碳纤维。
虽然近藤昭男发明了用ＰＡＮ原丝制造碳纤维的方法，但英国人瓦特在预氧过程中施加张力牵伸，打通了制取高性能碳纤维的工艺流程，从而牵伸贯穿了氧化和碳化的始终，成为研制碳纤维的重要工艺参数。
所以近藤昭男发明了用PAN基原丝制造碳纤维的新方法，瓦特打通了制造高性能ＰＡＮ基碳纤维新工艺。
1.4从日本东丽公司碳纤维发展历程看PAN基原丝的重要性。
日本东丽公司无论碳纤维的质量还是产量都居世界之首，以该公司研发碳纤维历程给人们一个启迪，即原丝是制取高性能碳纤维的前提，没有质量好的原丝就不可能产出好的碳纤维东丽公司成立于1926年，1962年开始研制PAN基碳纤维，原丝为民用腈纶，产不出质量好的碳纤维，没有用户，失去市场。
时隔５年，１９６７年，公司看好碳纤维发展前景，重新研制碳纤维，重点研究适用于制造碳纤维的共聚原丝，把提高PAN原丝放在第一位，１９６９年公司掌握了预氧化和碳化工艺及其设备，具备了成产高性能碳纤维的条件。
东丽公司从研制共聚PAN原丝到生产出Ｔ３００大约用了３５年时间，改进、完善、提高质量大约用了１０年，使T300成为世界公认的通用级碳纤维。
１９８１年，波音公司提出需求高强度，大伸长的碳纤维，以制造大型客机的一次结构材料，１９８４年东丽公司研制成功Ｔ８００，１９８０年研制成功Ｔ１０００。
Ｔ１０００是目前拉伸强度最高，断裂伸长量最大的碳纤维。
近来，该公司易已近研制出直径３.４ｎｍ，拉伸强度９.０３Gpa的碳纤维，是否批量投产还不确定．1.5 我国研制ＰＡＮ基碳纤维的历程我国研制PAN碳纤维始于二十世纪60年代中期，70年代中期在实验室突破连续化工艺，即预氧和碳化.1974年7月中国科学院山西煤炭化学研究所开始我国第一条碳纤维成产线，并与1956年建成。
二十世纪90年代我国研制PAN原丝有三条技术路线:兰州化纤厂的NASCN一步法；吉化的HNO3一步法和上海合纤所的DMSO二步法近年来，我国碳纤维取得了长足进展，T300正在进行产业化，T700研制取得了实质性进展，T800开始预制。
二、聚丙烯腈基碳纤维2.1聚丙烯腈纤维的形态结构丙烯腈（AN）在一定条件下双键被打开，通过单键相连生成大分子链，同时释放出17.5Kcal/mol的反应热。
丙烯腈腈基（C—C=N）中原子中电负性大于碳原子，使腈基中的碳原子与氯原子之间的电子云偏向氯原子一侧，程电负性，则碳原子碳原子呈现正电性，同时由于诱导引发作用，使与腈基相连主链上的碳原子与腈基碳原子之间的偏向腈基的碳原子，形成极性很强的偶极。
同一条聚丙烯腈大分子链上，由于腈基的极性相同，彼此相斥，使得大分子链上的腈基按一定角度排列，呈现出僵硬的刚性，形成了对称的棒状，这种圆棒状的直径约为０.６ｎｍ，长度为１０～１００ｎｍ。
几根至几十根圆棒状体平行且紧凑排生成有序的晶区，而杂乱堆砌的大分子链形成无定型区。
这种具有一定刚性的圆棒状体平行排列有序区类似于芳烃大分子形成的中间相液晶。
聚丙烯腈属六方准晶体，聚丙烯腈自由聚合的反应机理：在聚合条件下，丙烯腈在引发剂的自由基作用下，双键被打开，并彼此连接为线形聚丙烯腈大分子链，宾释放出１７.５Kcal/mol的反应热：2.2 聚丙烯腈纤维的性能特征碳纤维的化学性能与碳十分相似，在空气中当温度高于400℃时即发生明显的氧化，氧化产物CO2、CO在纤维表面散失，所以其在空气中的使用温度不能太高，一般在360℃以下。
但在隔绝氧的情况下，使用温度可大大提高到1500～2000℃，而且温度越高，纤维强度越大。
碳纤维的径向强度不如轴向强度，因而碳纤维忌径向强力（即不能打结）。
碳纤维有通用型（GP）、高强型（HT）、高模型（HM）、高强高模（HP）等多种规格，其性能指标下表。
碳纤维有如下的优良特性：①比重轻、密度小；②超高强力与模量；③纤维细而柔软；④耐磨、耐疲劳、减振吸能等物理机械性能优异；⑤耐酸、碱和盐腐蚀，可形成多孔、表面活性、吸附性强的活性碳纤维；⑥热膨胀系数小，导热率高，不出现蓄能和过热；高温下尺寸稳定性好，不燃，热分解温度800℃，极限氧指数55；⑦导电性、X射线透过性及电磁波遮蔽性良好；⑧具有润滑性，不沾润在熔融金属中，可使其复合材料磨损率降低；⑨生物相容性好，生理适应性强。
碳纤维力学性能主要是抗张强度、弹性模量和断裂伸长等3个参数，变异系数即CV值=标准偏差/平均值×100(%)，碳纤维的CV值是设计构建的一项重要指标，如果碳纤维的CV 值较小，涉及碳纤维拉伸强度等利用率高，可充分发挥其增强效果。
在使用碳纤维时，大多制造成复合材料的结构件。
对于同一性能的结构件，碳纤维的CV值越小，用量少，增强效果好；如果CV值较大，用量较多，构件笨重，增强效果差。
下表为民用碳纤维的力学性能。
由表可看出，所生产的碳纤维具有较高的强度和模量，而伸长率较低，表明该材料具有较大的刚性；同时材料的拉伸强度和弹性模量的CV值都较低，表明材料的均一性较好。
2.3 聚丙烯腈纤维的纺丝技术对于高聚物的纺丝方法主要分为两大类，即熔融纺丝和溶液纺丝，溶液纺丝又分为干式纺丝和湿法纺丝，湿法纺丝又分为湿法纺丝和干喷湿纺。
2.4 聚丙烯腈基纤维的制备聚丙烯腈碳纤维是以聚丙烯腈纤维为原料制成的碳纤维，主要作复合材料用增强体。
无论均聚或共聚的聚丙烯腈纤维都能制备出碳纤维。
为了制造出高性能碳纤维并提高生产率，工业上常采用共聚聚丙烯腈纤维为原料。
对原料的要求是：杂质、缺陷少；细度均匀，并越细越好；强度高，毛丝少；纤维中链状分子沿纤维轴取向度越高越好，通常大于80%；热转化性能好。
生产中制取聚丙烯腈纤维的过程是：先由丙烯腈和其他少量第二、第三单体(丙烯酸甲醋、甲叉丁二脂等)共聚生成共聚聚丙烯腈树脂(分子量高于6～8万)，然后树脂经溶剂(硫氰酸钠、二甲基亚矾、硝酸和氯化锌等)溶解，形成粘度适宜的纺丝液，经湿法、干法或干-湿法进行纺丝，再经水洗、牵伸、干燥和热定型即制成聚丙烯腈纤维。
若将聚丙烯腈纤维直接加热易熔化，不能保持其原来的纤维状态。
因此，制备碳纤维时，首先要将聚丙烯腈纤维放在空气中或其他氧化性气氛中进行低温热处理，即预氧化处理[6]。
预氧化处理是纤维碳化的预备阶段。
一般将纤维在空气下加热至约270℃，保温0.5h～3h，聚丙烯腈纤维的颜色由白色逐渐变成黄色、棕色，最后形成黑色的预氧化纤维。
这是聚丙烯腈线性高分子受热氧化后，发生氧化、热解、交联、环化等一系列化学反应形成耐热梯型高分子的结果。
再将预氧化纤维在氮气中进行高温处理(l600℃)，即碳化处理，则纤维进一步产生交联环化、芳构化及缩聚等反应，并脱除氢、氮、氧原子，最后形成二维碳环平面网状结构和层片粗糙平行的乱层石墨结构的碳纤维。
由PAN原丝制备碳纤维的工艺流程如下：PAN原丝→预氧化→碳化→石墨化→表面处理→卷取→碳纤维。
2.5 ＰＡＮ基纤维的应用碳纤维复合材料是为满足航天、航空等军事部门的需要而发展起来的新型材料，但因一般工业部门对产品的质量和可靠性要求不及上述部门严格，故开发应用的周期较短，推广应用的很快。
被广泛应用于各种民用工业领域。
碳纤维除用于高温绝热材料及除电刷子之外，一般并不单独使用，常加入到树脂（以环氧、酚醛为主）、金属或陶瓷、碳、水泥等基体中，构成碳纤维增强复合材料，是一种极为有用的结构材料。
它不仅质轻、耐高温，而且有很高的抗拉强度和弹性模量2.5.1 航空航天碳纤维复合材料具有高比强度、高比刚度(比模量)、耐高温、可设计性强等一系列独特优点，是导弹、运载火箭、人造卫星、宇宙飞船、雷达[10]等结构上不可或缺的战略材料。
航空则以客机、直升机、军用机为主要应用对象。
2.5.2文体和医疗用品文体休闲用品是碳纤维复合材料应用的重要领域，高尔夫球杆、网球拍和钓鱼杆是三大支柱产品，其次是自行车、赛车、赛艇、弓箭、滑雪板、撑杆和乐器外壳等。
医疗领域包括医学上用的移植物、缝合线、假肢、人造骨骼、韧带、关节以及x光透视机等。
2.5.3 一般工业碳纤维复合材料在汽车工业用于汽车骨架、活塞、传动轴、刹车装置等；在能源领域应用于风力发电叶片、新型储能电池、压缩天然气贮罐、采油平台等；碳纤维因其质轻高强和极好的导电性及非磁性而在电子工业中用于制备电子仪器仪表、卫星天线[11]、雷达等；碳纤维增强材料(CFRC)与钢筋混凝土相比，抗张强度与抗弯强度高5-10倍，弯曲韧度和伸长应变能力高20~30倍，重量却只有l/2，已被广泛应用于房屋、桥梁、隧道等基础设施的混凝土结构增强工程中。
