高温石墨化是制备和生产高模高强碳纤维必不可少的工艺环节,需要将碳纤维在1800℃以上的高温条件下进行进一步石墨化处理,使得纤维中的石墨微晶进一步生长和取向,从而使得碳纤维获得高模量特性。但是在碳纤维通过高温石墨化处理得到高模量的同时,其强度也不可避免地有不同程度下降。通常石墨化温度越高,碳纤维的模量也越高,但强度下降也越大。
在碳纤维的物性指标中,纤维直径在很大程度上影响其强度、模量等力学性能,纤维直径越小,越容易获得较高强度和模量的碳纤维,但由于纤维直径越小,其生产效率也越低,生产成本也就相对较高。
传统的碳纤维石墨化过程,无论是热传导型石墨化,还是微波辅助加热石墨化过程,都是利用高温的高能量使得碳纤维中的石墨微晶增长,从而使得碳纤维获得高模量特性。
随着碳纤维模量增高,其与树脂结合能力下降,为进一步解决该项问题,威海拓展纤维有限公司在威海政府的支持引领下,与山东大学合作,开展技术攻关。通过在纤维表面增加催化剂、上浆剂,促使表面官能团与树脂更好结合,进而提升其性能指标。