碳纤维拥有轻质、高强、高模量、耐化学侵蚀等特点，在航空航天、新能源、轨路交通等领域利用宽泛。碳纤维依照原丝类型可分为聚丙烯腈（PAN）基、沥青基、粘胶基等。其中PAN基碳纤维因出产工艺、原料、结构职能等方面的优势占据主导。在低成本碳纤维的高效、节能和环保出产工艺和新型原丝研发方面，欧、美、日一向维持当先职位。下文重要介绍国表有关创新案例。

微波加热在碳纤维造作中的潜力并不新鲜。2014年，《复合伙料世界》（Composites World）报路了我国台湾钟离（UHT Unitech）的微波技术，与传统工艺相比，出产T800或T1000级纤维的能量需要削减了30%，工艺功夫削减了50%，成本降低了15%~30%。

日本三井化学株式会社和微波化学株式会社成立了创新的环保碳纤维造作基础技术——微波加热技术Carbon MX TM。将微波加热纤维利用于氧化过程（碳纤维出产中最耗能的部门）及碳化过程中。除了出产线更紧凑表，与传统步骤相比，新技术可将能耗降低约50%，并大幅缩短处置功夫。据泄漏，这条微波化学法试验线预计耗资1400万欧元，预计年产能为30t PAN先驱体和12.5t碳纤维，每年运营250天。

等离子体化学是碳纤维造作的另一种节能代替品，美国4M碳纤维公司与橡树岭国度尝试室共同开发了4X技术（旧名RMX技术），比预氧化速度快3倍，单元能量亏损降低75%且碳纤维质量较高。德国AG公司和德国纺织与纤维钻研所结合提出在降低压力和特定空气下进行碳纤维原丝预氧化的新理想和新技术。该技术可精确调节预氧化过程的空气和氧浓度，而低压是最有效节造氧浓度的最佳步骤，因而加工功夫可降低30%，且由于过程所用气体量少，故能耗成本降落50%。

澳大利亚迪肯大学的专利技术——由美国田纳西州橡树岭授权，也能够实现急剧氧化，但不能通过微波或等离子体加热。它增长了1~2min的无氧先驱体预不变阶段，能够将随后的氧化/稳按功夫削减至15min，而后进行3min的碳化。迪肯24K纤维试验线的第三方审计证实其缩短了氧化功夫，产品机能与东丽的T300纤维相当，但并未齐全达到T700S尺度模量12K纤维的机能，这是压力容器和一些航空航天利用的基准。更正确地说，迪肯大学的纤维超过了T700S模量，但低于4.9GPa的拉伸强度和2.1%的失效应变。不外，有关钻研者暗示，每千克纤维的成本削减了75%，能耗削减了70%。因而，对于更看沉模量但对拉伸强度没有刻薄要求的利用是值得关注的。

常见的PAN基碳纤维出产成本较高，资料成本高企，亟须开发拥有更高性价比的原资料和造作工艺，从而进一步推动工业复合伙料利用的发展与增长。德国亚琛工业大学纺织技术学院（ITA）毕业生Flávio André Marter Diniz 在其硕士论文《超细聚乙烯基碳纤维出产的不变和碳化工艺钻延追中开发出了超细聚乙烯基（PE）碳纤维，并凭借此创新荣获了汉斯·福伊特基金会奖（Hanns VoithFoundation Award）的“新资料”奖项。其创新成就蕴含纤维长丝直径幼于3μm，比通例碳纤维细2~3倍；纤维表表质量极佳，未检测到结构缺点；选取低成本PE基先驱体，未来有望使碳纤维出产成本降低50%；缩短了25%的磺化功夫，可宽泛利用于风力发电、航空航天和汽车发起机等关键行业中。

起源：纺织导报