微说：碳纤维突破性技术年代发展史

碳纤维按照原料来源可以分为PAN基碳纤维、沥青基碳纤维及黏胶基碳纤维，本文将带大家回顾一下三大技术路线实现技术突破的年代发展史。

19世纪，美国发明家爱迪生（Thomas Alva Edison，1847-1931）和英国化学家、物理学家约瑟夫·威尔森·斯万爵士（Sir Joseph Wilson Swan，1828–1914）使用碳丝作为灯泡的原丝；后来1910年后灯泡用碳丝被钨丝取代；

1958年美国联合化学物Union Carbide公司罗格·贝肯（Roger Bacon，1926–2007）公布拉伸强度、拉伸模量分别为20GPa、700GPa的碳化长丝，长度仅为一英寸，因此又被称为石墨晶须；

1959年美国联合化学物Union Carbide公司发明了黏胶纤维的碳化织物；

1959年秋，日本政府大阪工业技术试验所（Government Industrial Research Institute，GIRIO）近藤昭男（Akio Shindo，1926—2016 ）通过氧化、碳化工艺首次制备得到PAN基碳纤维，并申请了相关专利；

1964年末，美国联合化学物Union Carbide公司开发出Thornel 25 型黏胶基碳纤维，拉伸强度1.25GPa、拉伸模量170GPa；

1964年，英国皇家飞机研究中心（Royal Aircraft Establishment，R.A.E. Farnborough） 瓦特（Watt，1912—1985）通过研究聚丙烯腈纤维预氧化和碳化中的化学反应及分子结构变迁，在PAN纤维氧化、碳化阶段施加张力，制备得到高取向的聚丙烯腈前驱体纤维，并最早制成了高性能PAN基碳纤维；

1967年，英国皇家飞机研究中心实现PAN基碳纤维商业化；

1970年初，日本东丽公司获得大阪工业技术试验所PAN基碳纤维专利授权；

1970年，日本东丽公司与美国联合碳化物公司签署技术合作协议，后者以碳化技术交换前者的丙烯腈原丝技术，并很快生产出了高性能PAN基碳纤维，从此奠定了日本、美国在PAN基碳纤维领域优势地位；

同样是在1970年，美国帕尔马技术中心伦纳德·辛格（Leonard S. Singer，1923-2015）通过对中间相沥青施加张力，突破了制备高模量沥青基碳纤维的关键技术；

1971年1971年，日本东丽公司制备得到拉伸强度2.80GPa、拉伸模量230GPa的第一代T300级碳纤维，建成12吨/年生产线；

1975年，联合碳化物公司开始商业化生产Thornel P-SS牌号的连续长丝；1980-82年，其模量已达690-830GPa；

1977年，辛格获得了石墨纤维及其制造工艺的专利（专利号：3919387）

1978年，日本群马大学（Gunma University，1925-2010）的大谷杉夫（Sugio Otani）中间相沥青基碳纤维专利技术在美国获得授权。

黏胶基碳纤维、PAN基碳纤维、沥青基碳纤维关键技术突破后，逐渐向企业转移，形成了以日本东丽公司为代表的全球优势企业。

碳材料领域突破性技术专家信息

（来源：科技导报）