高性能纤维产业发展现状
作者：刘义鹤，江洪来源：《新材料产业》2016年第3期
高性能纤维是指那些具有特殊结构与性能，表现出极高的抗拉伸力、杨氏模量、以及高抗热、耐酸、碱、氧化剂腐蚀的化学纤维。基于这些性质，高性能纤维被广泛应用于生物医药、工程、建筑、土工织物、航空航天、防护服和电子等领域。
目前，世界高性能纤维领域已经形成了美、日、欧盟、中、俄五极格局。高性能纤维的发展对国民经济以及科技进步都有着积极意义。本文以碳纤维、芳纶纤维和超高分子量聚乙烯纤维这3种主要高性能纤维为例，介绍高性能纤维的主要性质与市场情况。科技的创新和技术的进步推动着高性能纤维不断发展，高性能纤维将会以更优异的性能服务于社会。
一、高性能纤维分类
高性能纤维包含有机高性能纤维和无机高性能纤维；有机高性能纤维分为柔性链结构和刚性链结构2类1。高性能纤维的分类详见图1。世界高性能纤维产业正处于高速发展期，需求增长率在10以上。无机高性能纤维向超高性能高附加值和低性能低成本的方向发展。有机高性能纤维向多品种、系列化和高效、规模化生产发展。复合材料的成型工艺向节能、高效和低成本的方向改进，高效固化剂功不可没。增强纤维和树脂品种的扩大、表面处理剂的完善、织造技术和织物种类的多样化，使复合材料进入“量体裁衣”的时代。
f二、主要高性能纤维概述
1碳纤维
碳纤维指利用聚丙烯腈（PAN）纤维、粘胶纤维、沥青等为原料，经过预氧化、碳化及石墨化等工艺加工制备的具有90以上碳含量的纤维。
（1）碳纤维分类
碳纤维按数量、制造原料、力学性能和状态可分为若干种，具体见图2。
（2）碳纤维性质2
碳纤维具有如下性质特点：高强、高模、低密度；耐高温（3000℃），热膨胀系数约为0，高热导率〔10～140WmK〕；耐各种强酸、碱和有机溶剂腐蚀；摩擦系数非常小；具润滑性，可降低复合材料磨损率；导电性好。表1所示为以各种原材料制备出的碳纤维的主要物理性质。
（3）碳纤维的应用领域
①建筑
民用工业中的建筑，如桥梁、房屋、隧道等相关的混凝土工程是碳纤维使用量增长最快的市场领域之一。碳纤维主要应用于承重材料、加固材料（压板等）、筋条材料（替代部分钢筋）等方面。
②航空航天
用于制造飞机（民用、军用）、火箭、宇宙飞船等制造材料、零配件等。例如，在波音787中结构材料中加入了碳纤维复合材料以及玻璃纤维塑料，在保持机身强度的同时可大大减少机身质量，提高燃油效率。
③汽车构件
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