2013-3-12 來(lái)源:中國(guó)聚合物網(wǎng)
關(guān)鍵詞：碳纖維
自重更輕而硬度更高，似乎是人們一直不懈追求的方向，針對(duì)這種需求，碳纖維的開(kāi)發(fā)應(yīng)用已經(jīng)成為國(guó)際上新材料領(lǐng)域令人矚目的研究熱點(diǎn)。
既輕又堅(jiān)固的新材料，似乎從未如此像今天這樣近距離的走進(jìn)過(guò)我們的生活。
在剛剛過(guò)去的1月份，寶馬公司在中國(guó)推出了全新進(jìn)口5系轎車，這款車最大看點(diǎn)之一，就是其超輕量級(jí)的碳纖維引擎蓋有效的降低了重量。
去年，一家科技網(wǎng)站稱，蘋果正在打造一款神秘設(shè)備，而它要用到碳纖維材質(zhì)。消息稱，碳纖維材質(zhì)部件主要用于設(shè)備的外殼部分�；蛟S不久的將來(lái)，iPhone 6外殼由碳纖維材料打造也說(shuō)不定。
碳纖維：沖出技術(shù)封鎖重圍
中國(guó)用聚丙烯腈為原料生產(chǎn)碳纖維的研究始于1962年，起步可謂不晚，但長(zhǎng)期未取得實(shí)質(zhì)性進(jìn)展。國(guó)家新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略咨詢委員會(huì)副秘書長(zhǎng)李克健在接受采訪時(shí)曾表示，由于碳纖維在航空航天等國(guó)防工業(yè)中有重要用途，西方國(guó)家將其視為軍用物資，對(duì)中國(guó)“禁運(yùn)”，更不轉(zhuǎn)讓生產(chǎn)技術(shù)。
去年9月，中科院寧波材料所把一輛碳纖維小汽車開(kāi)進(jìn)了人才科技周的高新技術(shù)成果交易洽談會(huì)賺足了眼球，亮點(diǎn)主要在其外殼上：在普通材質(zhì)的汽車引擎蓋上，榔頭用力敲擊，漆蓋上很有可能會(huì)有凹陷，而這輛車的車殼卻非常堅(jiān)固，用力敲擊車蓋后會(huì)迅猛反彈，表面絲毫未損。伴隨著這次亮相，徹底顛覆了纖維一詞在人們腦海中的柔弱印象。
“這種碳纖維復(fù)合材料做的車，比起普通用鋼材制造的汽車，它的最大特點(diǎn)是輕和快。”中科院寧波材料所的趙曉光介紹說(shuō)，這輛車拋棄了傳統(tǒng)的鋼結(jié)構(gòu)，大量采用彈纖維材料制成，比普通鋼材的汽車重量能減少60%。在同樣用油情況下，這輛車每小時(shí)可以多開(kāi)50公里。
體重減輕了，安全性如何？機(jī)械科學(xué)研究院復(fù)合材料專家陳長(zhǎng)年介紹到，雖然碳纖維看起來(lái)像塑料，但實(shí)際上這種材料抗沖擊性比鋼鐵強(qiáng)，特別是用碳纖維做成的方向盤，機(jī)械強(qiáng)度和抗沖性相比大大提高。在復(fù)合材料的“武裝”下，這輛小車反倒成了家用車中的“裝甲車”。據(jù)陳長(zhǎng)年透露，現(xiàn)在這種碳纖維材料已經(jīng)在高速列車的裙擺上應(yīng)用。
碳纖維不僅具有碳材料的固有本征特性，又兼具紡織纖維的柔軟可加工性，是新一代增強(qiáng)纖維。與傳統(tǒng)的玻璃纖維(GF)相比，楊氏模量是其3倍多；它與凱芙拉纖維(KF-49)相比，不僅楊氏模量是其2倍左右，而且在有機(jī)溶劑、酸、堿中不溶不脹，耐蝕性出類拔萃。有學(xué)者在1981年將PAN基CF浸泡在強(qiáng)堿NaOH溶液中，時(shí)間已過(guò)去30多年，它至今仍保持纖維形態(tài)。
陳長(zhǎng)年說(shuō)，碳纖維可加工成織物、氈、席、帶、紙及其他材料。傳統(tǒng)使用中碳纖維除用作絕熱保溫材料外，一般不單獨(dú)使用，多作為增強(qiáng)材料加入到樹(shù)脂、金屬、陶瓷、混凝土等材料中，構(gòu)成復(fù)合材料。碳纖維增強(qiáng)的復(fù)合材料可用作飛機(jī)結(jié)構(gòu)材料、電磁屏蔽除電材料、人工韌帶等身體代用材料以及用于制造火箭外殼、機(jī)動(dòng)船、工業(yè)機(jī)器人、汽車板簧和驅(qū)動(dòng)軸等。