1. 研究目的与意义
碳纤维是一种含碳量在95%以上的高强度、高模量纤维的新型纤维材料。它不仅具有碳材料的固有本征特性，又兼备纺织纤维的柔软可加工性，是新一代增强纤维。碳纤维按原料来源可分为聚丙烯腈基碳纤维、沥青基碳纤维、粘胶基碳纤维、酚醛基碳纤维、气相生长碳纤维。其中，黏胶基碳纤维相比较于其他方法的碳纤维，具有热稳定性好、导电性强、耐烧蚀等特点，常作为战略武器材料、隔热保温材料、各类加热器、医用生物材料、防护材料等。但黏胶基碳纤维的成本较高，这也给黏胶基碳纤维的大量推广产生了障碍。据统计，目前世界范围内黏胶基碳纤维的年产量约占总碳纤维总产量的1%。因此 ，研制高性能的粘胶基碳纤维，降低其生产成本，已经迫在眉睫。
竹材，在我国有着广泛生长和应用，为了增加竹材的综合利用率，提高竹材的附加值，因此需要将竹材进行深度的加工。竹材与木材的化学组分相似，约有40%的纤维素。纤维素经过黏胶纤维转换，可转化成黏胶基碳纤维。
本研究旨在通过选择合适的预浸渍处理催化剂，提高竹纤维热解的效率与性能，为利用竹纤维制备黏胶基碳纤维提供工业化的可能性。
2. 国内外研究现状分析
粘胶基碳纤维 的历史可 以追溯到 19世纪末，当时爱迪生用 天然纤维材料制 成 白炽灯丝，开创碳纤维材料的新纪元 。之后 ，由于发明了钨丝的制造方法 ，碳丝被淘汰，碳丝的研究工作也因此停顿下来。上世纪 50年代初 ，世界 上随着冷战和新一 轮军备竞赛的开始 ，航天航空和军事工业等尖端技术 得到迅猛发展 ，人们 寻求 具有高 强度、高模量和耐烧蚀等特性的新材料 ，这为碳纤维的发展提供 了机会。1950年 ，美 国 Ohio WrightPatterson空军基地 的研究人员开研制粘胶基碳纤维用作火箭喷管和再人器鼻锥的耐烧蚀材料。美国碳纺织品公 司 (CarbonWoo1)的阿伯特 (Abbott)把粘胶布在 1000~C碳化为碳布 ，用于隔热材料 。之后 ，美国的联合碳化物公司 (UCC)和西特科公司 (Hitco) 等开始研制粘胶基碳纤维 、布和毡等。直 到1959年 ，联合碳 化物公司才将通用级粘胶 基碳纤维 Thomel-25推 向市场 ，这 也是 世界上第一个商品化 的粘胶基碳纤维。1964年 ，该公司又推出了高性能粘胶基碳纤维 ，也是粘胶基碳纤维处于鼎盛时期的象征 。之后 ，随着PAN基 、沥青基碳纤 维 的相继 问世和强劲发展 ，粘胶基碳纤维工业受到了一定的冲击 ，但是粘胶基碳纤维具有热稳定性好、耐烧蚀等特点，所 以现在仍有一定规模生产能力。前苏联是粘胶基碳纤维生产大国 ，无论是基础研究还是产品数量与质量都占有相 当大的优势。前苏联解体后，白俄罗斯的斯维特高士特厂是生产粘胶基碳纤维的大厂 ，产品除进入独联体市场外 ，还供给欧洲国家或集团。我国粘胶基碳纤维的研究起步比较晚，整体水平和综合性能指标均落后于美国和俄罗斯。我国从上世纪 80年代开始研究粘胶基碳纤维 ，取得了一定 的成绩 ，建立 了 中试生产线 ，但其质量和产量都不能满足我国战略武器的需要。
3. 研究的基本内容与计划
1、前言：要求学生对竹纤维制备、性能及高温氧化处理对竹纤维微观性能的影响等有所了解，详细阅读相关文献资料，形成文献综述，并掌握竹纤维的微观评价和测定手段。
2、方案拟定：设定不同的催化剂预浸渍处理工艺对竹纤维进行高温氧化处理，并对预浸渍催化剂和高温氧化处理前后竹纤维的热性能及微观构造进行研究，分析高温氧化处理对竹纤维的化学结构及性能的影响。
3、实验数据采集及处理：实验过程中应认真做好数据记录工作，以表格形式及时总结。
4. 研究创新点
特色与创新：
1. 利用竹材制备黏胶基碳纤维。
2. 采用多种催化剂（有机催化剂，无机催化剂，有机与无机混合催化剂）测定催化剂对竹材纤维素热解的影响。
