工程加固用碳纤维材料为什么必须要用聚丙烯腈基？

对于工程加固用的碳纤维材料，为什么必须选用聚丙烯腈基制成的？碳纤维按其主原料分为三类，即聚丙烯腈(PAN)基碳纤维、沥青(PITCH)基碳纤维和粘胶(RAYON)基碳纤维。

聚丙烯腈基碳纤维原丝，又称聚丙烯腈基碳纤维前驱体纤维。制造聚丙烯腈基碳纤维的原料纤维。含少量羧酸共聚单体制成的原丝碳化阶段缺点少可制得强度高、无空洞的致密纤维。制法:(1)采用重均分子在9万以上的丙烯腈共聚物,采用湿法纺丝或干湿法纺丝制成1.67dtex、1000~3000孔的聚丙烯腈长丝;(2)采用超高分子量聚丙烯腈，通过冻胶纺丝工艺制成高强高模聚丙烯腈长丝;(3)通过熔体纺丝工艺,制成强度为4.0dN/tex的聚丙烯腈长丝。既可作聚丙烯腈碳纤维原丝,又可加工成聚丙烯腈预氧化纤维。

从结构加固性能要求来考量，只有PAN基碳纤维较符合承重结构的安全性和耐久性要求；粘胶基碳纤维的性能和质量差，不能用于承重结构的加固；沥青基碳纤维只有中、高模量的长丝，可用于需要高刚性材料的加固场合，但在通常的建筑结构加固中很少遇到这类用途，况且在国内尚无实际使用经验，因此，在国内规定：对承重结构加固，必须选用聚丙烯腈基(PAN基)碳纤维。另外，应指出的是新推出的玄武岩纤维，由于其强度和弹性模量很低，只能用于替代无碱玻璃纤维，而不能用以替代碳纤维。