点击图片查看原图碳纤维制备过程简述 碳纤维的制备过程包括：纤维纺丝、预氧化和碳化，经过这一系列的转化之后，碳纤维才会出现在我们眼前。其中预氧化是非常重要的一个步骤，可以防止原丝在碳化时熔融，并通过氧化反应使得纤维分子中含有羟基、羰基，这样可在分子间和分子内形成氢键，从而提高纤维的热稳定性。 预氧化过程需要在惰性气氛中进行，需要将预氧丝加热到1000℃-1800℃才能进行，这么高的温度环境下，才能聚进一步环化，分子链间脱水、脱氢交联，末端芳构化生产氨。如果想要石墨化，后续的温度还要再次提升，上升至2500℃左右。 碳纤维材料的高温性能简述 碳纤维需要在上千度的高温下才能逐渐形成，那是不是说碳纤维也能耐上千度的高温呢？其实并不是这么理解的。碳纤维在空气中可耐300℃左右的高温，在真空中可耐1800℃的高温，而换做惰性气氛下可耐2400℃的高温，不同环境，耐高温程度会发生巨大变化。 另外碳纤维复合材料与碳纤维可不是同一个东西，碳纤维可以耐很高的温度，但是碳纤维复合材料的耐高温性能要打个折扣。原因很简单，碳纤维复合材料是由碳纤维和树脂融合而成的材料，树脂的耐高温性不如碳纤维，想要耐受高温，得看树脂的熔点高低。 常见的树脂基体有热固性和热塑性之分，其中热固性树脂的耐高温程度整体低于热塑性树脂。的热固性树脂里，环氧树脂耐高温180℃，双马来酰胺树脂177℃-232℃，热塑性树脂里，聚酰200℃-300℃，聚苯硫醚284℃，聚醚醚酮334℃。 碳纤维复合材料现阶段的高温性能已经不错了，但是想要更进一步，那还是得充分掌握热塑性碳纤维复合材料的制备技术。只有这样，碳纤维材料才能在更的领域中发挥出更大的价值。
连续碳纤维增强热塑性复合材料预浸带制备只要5步 1、熔融浸渍法：连续碳纤维放在纱架后，经过辊轮调节使其受力均匀地进入分丝系统，在这个系统中，碳纤维经过展开辊和预热后充分展开后进入浸渍系统中，在高温高压下，熔融的热塑性树脂渗入并浸润碳纤维，待定型后再牵引收卷得到连续碳纤维增强热塑性预浸带。
2、溶液浸渍法：选用合适的溶剂溶解树脂基体，制备成溶液，然后用这种溶液浸渍碳纤维束，通过烘干使溶剂挥发，后压实制得预浸料。 3、粉末流化浸渍法：将碳纤维丝束展宽展薄，然后通过一个充满了 10μm 的微小粉末的静电流化床,使树脂粉末均匀地涂覆在纤维表面，经过烘箱加热以及热压辊压延使树脂充分浸润纤维，从而得到热塑材。
4、粉末悬浮浸渍法：先把树脂粉末制成悬浮液，纤维丝束浸泡在悬浮液里和树脂充分浸渍，然后经过烘箱烘干并使树脂属于熔融状态，再进入热压辊压制和冷却即可制成预浸带。 5、混编法：纤维混编法是先将树脂加工纺丝，把树脂纤维和碳纤维混合并编织成织物。
碳纤维复合材料工艺及应用
1、手糊成型工艺:
在模具表面上涂抹脱模剂、胶衣,将事先裁好的碳纤维预浸布铺设在模具工作面上,在工作面上刷涂或喷射树脂胶液,达到所需要的厚度之后，成型固化、脱模、后处理。在成型技术高度发达的今天,手糊工艺仍然具有工艺简便、投资低廉、适用面广的特点,在石油化工、储存容器、贮槽、汽车壳体等诸多领域有广泛应用。其缺点是质地疏松、精度不高、表面粗糙、密度低，制品强度不高,并且主要依赖人工，质量不稳定，生产效率很低,难以批量化和标准化。
2、喷射成型工艺:
属于手糊成型工艺中低压成型工艺的一类，-般利用短切纤维和树脂混合,在喷枪中利用压缩空气均匀喷洒在模具表面上，达到所需厚度后,再利用手工橡胶锟来回刷平,后固化成型。为改进手糊成型工艺而创造的一种半机械化成型工艺，在生产效率方面有一定的提高，多用来制造汽车车身、船身、浴缸、储罐的过渡层。
3、压成型工艺:
把一层层铺设的预浸料放置在上下平板模之间通过加压高温固化成型，这种工艺可以直接利用木胶合板的生产方法和设备，并根据树脂的流动性能,进而进行改进与完善。此种成型工艺主要 用来生产不同规格、不同用途的复合材料板材。具有机械化和自动化程度高、产品质量稳定、利用批量化等特点,但是设备投资较大,成本较高。
4、缠绕成型工艺:
将经过树脂液体浸渍的连续纤维或碳布按照一定规则缠绕到芯模上面，然后经过固化、脱模、后处理成为复合材料制品的加工工艺。碳纤维缠绕成型工艺可充分发挥其高强度、高模量、 低密度的特点，多用于制造圆柱体、球体及某些正曲率回转体或筒形碳纤维制品等。
碳纤维加固包括碳纤维布加固和碳纤维板加固两种。碳纤维材料用于混凝土结构加固修补的研究始于80年代美、日等发达国家。我国的这项技术起步很晚,但随着我国经济建设和交通事业的飞速发展,现有建筑中有相当一部分由于当时设计荷载标准低造成历史遗留问题，-些建筑由于使用功能的改变,难以满足当前规范使用的需求,亟需进行维修、加固。目前常用的加固方法有很多,如:加大截面法、外包钢加固法、粘钢加固法、碳纤维加固法等。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-种新型的结构加固技术。
碳纤维与传统的加大混凝士截面或粘钢混凝土补强相比,具有节省空间,施工简便,不需要现场固定设施,施工质量易保证，基本不增加结构尺寸及自重,耐腐蚀、耐久性能好等特点。另外,采用该工法,可大大提高建筑物的使用寿命,降低加固成本。因此,碳素纤维作为划时代的补强材料,而备受青睐和关注。
1、抗拉强度高,是同等截面钢材的7-10倍。
2、重量轻,密度只有普通钢材的1/4。
3、耐久性好,可阻抗化学腐蚀和恶劣环境、气候变化的破坏。
4、施工方便快捷、省力节时、施工质量易于保证。
5、适用范围广,混凝土构件、钢结构、木结构均可进行加固。可大幅度提高构件的承载能力、抗震性能和耐久性能。碳纤维加固工艺原理：将抗拉强度极高的碳纤维用环氧树脂预浸成为复合增强材料(单向连续纤维):;用环氧树脂粘结剂沿受拉方向或垂直于裂缝方向粘贴在要补强的结构上,形成一一个 新的复合体,使增强粘贴材料与原有钢筋混凝土共同受力增大结构的抗裂或抗剪能力,提高结构的强度、刚度、抗裂性和延伸性。
