【专业讲堂】有问必答：为何碳纤维有效期不超过两年？为什么使用前需要先放置48小时？

碳纤维的保存周期

目前大多数碳纤维制造商的产品合格证书包括以下主要内容：碳纤维的拉伸强度、拉伸模量、断裂伸长率（树脂浸渍纤维后的性能指标）；体密度；线密度；以及上浆剂含量。

碳纤维有一定的保质期，其保质期从制造日期开始，有效期为两年，而且这两年有效期的前提是在正常温湿度条件下储存。

由于碳纤维是一种脆性材料，因此对其储存时需要格外小心。以日本东丽公司的Torayca®碳纤维为例，为了确保其在搬运和加工过程中不会损坏，每卷碳纤维都需要包裹在塑料膜中，而成卷的碳纤维产品又通过纸板箱和内部包装加以保护来防止受到振动冲击，通过包裹在塑料膜中也可以使碳纤维避免灰尘、水分等污染。

为什么碳纤维的保质期只有两年？从碳纤维的基本属性来看，碳纤维由于其稳定的化学结构，并不会随着时间的推移而恶化。但是，碳纤维表面上浆剂是一种受温度、湿度和时间影响的聚合物，因此任何碳纤维生产厂家均无法将保证期延长超过两年。通常在两年有效期内，可以稳定可靠的使用碳纤维产品。

碳纤维的处理和加工

碳纤维是一种需要小心处理的高科技材料。如上所述，每卷碳纤维都会单独包裹在塑料保护膜中，在使用时必须小心用手去除这层塑料薄膜，而避免使用锐器。

在使用碳纤维之前，推荐对产品进行一定的预处理。去除塑料膜后，每卷碳纤维必须在20-35°C的温度和40-80%的相对湿度下至少存放48小时。因为，这个预处理步骤对于正确展开碳纤维尤为重要。

适宜的环境湿度会防止碳纤维在卷轴上的摩擦，从而进一步防止纤维因为摩擦而产生静电。一旦产生静电后，就容易导致断裂的单丝集中在表面，除了最终产品质量受到损失以外，有时候这还可能会导致碳纤维断裂。

由于碳纤维加工工艺不同，因此碳纤维从卷轴上退绕使用时可能沿着轴向或径向，但是一般生产厂家会建议客户将其工艺调整为径向送丝，这样会减少纤维在卷绕面以及纸板芯轴上的摩擦。此外，还需要对碳纤维进行张力控制。

由于碳纤维内部具有石墨片层化学结构，它对磨损高度敏感。因此，在碳纤维使用过程中应该尽可能减少摩擦区域，以减少断裂纤维或绒毛的数量。为确保将摩擦降至最低，建议减少或消除与加工元件（如辊和导轨等）的接触角；调整与纤维接触的加工元件的表面粗糙度；调整加工过程中的电压。此外，碳纤维上浆剂可能会被过于光滑或粗糙的元件粘住或损坏。

在有些工艺中需要实现碳纤维的有效分散，因此会通过使用热源去掉上浆剂，此时必须要注意上浆剂对高温条件的反应，如果热处理温度过高会导致加工问题或有机化合物的挥发。

在电气安全方面，由于碳纤维具有一定导电性。当碳纤维发生断裂时，这些直径大约5到7微米的单丝可以迅速分散到空气中。因此，工作车间的电气设备绝缘对于避免短路至关重要。

在个人防护方面，分散的碳纤维可能会引起皮肤刺激。此外，在过热的情况下，上浆剂的热降解可能会产生有害的分解产物。