细数碳纤维那些功能化的应用
碳纤维最大的特点就是比强度高，比模量高，大部分碳纤维复合材料利用的正是碳纤维的这一性能。在复合材料中，碳纤维与塑料、陶瓷、金属甚至是碳基体进行复合。基体材料在复合材料中起到传递载荷的作用，它将外部的力传递给碳纤维。而碳纤维在复合材料中起到承载载荷的作用，所以复合材料的破坏首先要拉断碳纤维。这就是我们常见的碳纤维复合材料，碳纤维除了比强度高还有耐高温、耐腐蚀、柔软易编织、热膨胀系数小、易导电等性能，利用碳纤维这些性能的应用虽不及作为结构材料，但是也形成了一定的特色产品，本篇文章就是简单介绍这类应用。
作为保温材料
碳纤维不是导热率高吗，怎么还能用作保温材料？这要从热量的传递方式说起，热的传递方式有三种：热传递、对流、热辐射。热传递就是温度不同物体接触，热量由温度高物体传递给温度低的物体。对流就是通过流体流动将热量传递。热辐射就是热量由辐射波的形式传递给另一物体。将碳纤维针刺成毡，变成疏松多孔的碳纤维聚合体，纤维之间靠摩擦力维持毡体形状，纤维与纤维之间搭接在一起，属于点接触，这就大大降低了通过固体热传递途径传递的热量。温度800℃以上，随着辐射强度的增高，热辐射成为传递热的主要形式。辐射波通过纤维之间不断的反射，消散于毡体内部，从而达到隔热保温的作用。目前用作保温材料的碳纤维也分为黏胶基、聚丙烯腈基、沥青基三种。聚丙烯腈基原材料便宜，生产工艺简单，国内很多企业都在用这类碳毡，但是这类碳毡经过高温处理后，纤维较脆，容易产生断裂纤维屑，这不管是对炉内使用环境和人体健康来说，都是有害的，所以国外企业很少用聚丙烯腈基碳毡。黏胶基碳纤维在高温处理过程中不易石墨化，所以热量通过固体传递的热量很少，同条件下，保温效果也是三种材料最好的，但是黏胶基碳纤维生产过程中碳收率比较低，甚至10公斤原丝才能生产1公斤黏胶基碳纤维，所以需要加添加剂来提高碳收率，这就会产生其他元素的残留，不过现在很多企业也能做得纯度很高了。沥青基碳纤维容易石墨化，所以纯度能提高的很好。
活性炭纤维
写下题目，细心地朋友可能看到一个“错别字”，其实主要是从碳和炭的区别来区分的，这个以后讨论。活性炭大家都知道，主要是利用固体表面吸附原理。为什么固体表面会有吸附效应？这是因为在固体内部原子四周都有其他原子，所以处于平衡状态，但是表面原子一边没有原子存在，所以表面原子处于非平衡状态，所以它具有吸附其他原子达到平衡状态的趋势。活性炭的比表面积越大，处于表面的的原子越多，吸附率高。但是还涉及一个吸附效率问题，杂质若要被吸附在固体的活性炭表面需要通过扩散才行，而活性炭表面微孔正可以促进被吸附原子迁移。活性炭纤维正是纤维状的活性炭，它的特点是纤维表面就非常多微孔，可以驱使被吸附原子扩散到活性炭固体表面。而传统活性炭的孔隙结构主要由大孔、中孔、和微孔，微孔大部分在中孔和大孔内，这就增加了吸附路径，从而使吸附效率不如活性炭纤维。活性炭纤维的应用已经非常多了，像空气净化器滤网、口罩滤网、防毒面具、医用辅料等等，在贵金属提取、有机溶剂回收、水污染处理、空气污染处理等很多方面都有应用。随着国家环保政策市进一步落实，这类碳纤维应用将会越来越多。
碳纤维密封材料
盘根通常由较柔软的线状物编织而成，通常截面积是正方形或长方形、圆形的条状物填充在密封腔体内，从而实现密封。在一些腐蚀性较大或者高温下的环境中，碳纤维盘根有其自身优势。主要利用碳纤维无蠕变，耐疲劳性好，热膨胀系数小，耐腐蚀性好，导热性好。主要用于高温高压耐磨工况下。
碳纤维加热材料
记得我刚到碳纤维中心的时候，冬天里两个空调都坏掉了，导师临时拿个几个碳纤维发热管接上线，房间顿时暖和了不少，而且很舒适。碳纤维加热材料正是利用碳纤维的导电性能和热辐射性能。目前碳纤维概念的地暖和浴霸炒的非常火，也是碳纤维利用的一个热点。碳纤维加热材料具有寿命长、热效率高、辐射波对身体好等优点。最重要的是碳纤维放出的热辐射波在给人身体加热的同时不会使人皮肤水分丢失，没有传统浴霸使用之后皮肤干燥感觉。
碳纤维粉导电材料
这一类材料使用比较广泛，但特点都是利用碳纤维的易导电性能。碳纤维经过切断研磨获得的等长圆柱形微粒，它保留了碳纤维的众多优良性能，并且形状细小、表面纯净、比表面积大，易于被树脂润湿均由分散，已被广泛用于镍氢和镍镉电池正负极材料导电添加剂、电子芯片、导电板、导电地板、电子机械、防静电行业（涂料、地坪、油漆、油墨）、防静电滤芯、国防军工、建筑保温、化工食品粗效过滤、摩托车消声器、油漆烘房空气过滤、聚四氟乙烯等领域。
