碳纖維國內(nèi)外差距的原因分析

　　碳纖維的制備過程冗長，主要包括原料合成、纖維成型、預氧化以及炭化等幾十道工藝環(huán)節(jié)，包含著高分子化學、高分子物理、材料科學等多項學科錯綜復雜、精深的科學內(nèi)涵，確實屬于材料學科中一個技術(shù)含最極高的高難度項目，只有同時具備最充分的基礎科學理論的支撐、最先進的基礎工業(yè)技術(shù)的保障及最精細的操作和最嚴格的管理三大要素才能獲得成功。但是，我國碳纖維工業(yè)的現(xiàn)狀表明，這三大要素都存在欠缺，其中最薄弱的還是基礎科學理論的研究。
 

（圖示：碳纖維布）
 

　　近三十年來的科學實踐中，我國科研人員在大量的成功與失敗后，在制約碳纖維發(fā)展諸多原因的分析中，對原絲水平的長期落后是碳纖維水平提高的“瓶頸”這一點終于達成了共識。原絲對碳絲的訊要性上也應驗了“先天不足，后天難補”的規(guī)律。

 

　　由于近年來國外二三流原絲的流入，具備了進行比較的可能性，目前發(fā)現(xiàn)除了直徑、強度和結(jié)晶取向外，初始模量、斷裂伸長、分子量及其分布、熱性能和元素分析等方而基本接近。纖維形態(tài)結(jié)構(gòu)上的差異比較明顯:直徑不如國外原絲細、偏差大之外，從SEM照片上也可明顯看出國產(chǎn)原絲存在較多、較大的缺陷與孔洞。強度數(shù)據(jù)稍低，不勻率偏大，結(jié)晶取向較小。這些差距是否就是兩種原絲質(zhì)量差別的要害，還不敢肯定，但是衡最優(yōu)質(zhì)原絲的關鍵指標的缺乏，確實是當今國產(chǎn)原絲制備中存在的最嚴重的問題之一。

 

　　缺陷是導致材料強度下降的最主要因素.對典型脆性材料碳纖維更是最致命的因素。但是，對于缺陷形成原因的深人研究，尤其對于原絲中以及原絲向碳纖維轉(zhuǎn)化過程中，缺陷是如何產(chǎn)生又如何可以避免的機理.了解甚少。因此，我國碳纖維的發(fā)展，在一段時期內(nèi)，停滯不前.與國外的差距越拉越大。