Zgodovina razvoja ogljikovih vlaken

Leta 1879 je Edison uporabil celulozna vlakna, kot so bambusova, lanena ali bombažna preja, kot surovine za prvo proizvodnjo ogljikovih vlaken in pridobil patent. Vendar so bile mehanske lastnosti pridobljenih vlaken takrat zelo nizke, postopka pa ni bilo mogoče industrializirati, zato se ni razvil.
V zgodnjih petdesetih letih prejšnjega stoletja so bili zaradi razvoja najsodobnejših tehnologij, kot so rakete, vesoljska in letalska industrija, nujno potrebni novi materiali z visoko specifično trdnostjo, visokim specifičnim modulom in odpornostjo na visoke temperature. Filament, ta postopek je postavil temelje za industrializacijo ogljikovih vlaken. V zadnjih 40 letih je največji tehnološki napredek ogljikovih vlaken naslednji:
V zgodnjih petdesetih letih prejšnjega stoletja je letalska baza Wright-Patterson v Združenih državah uporabila viskozna vlakna kot surovino za uspešno poskusno proizvodnjo ogljikovih vlaken. Izdelek je bil uporabljen kot ablacijski material za raketne šobe in nosne stožce, učinek pa je bil zelo dober. Leta 1956 je Union Carbide Corporation iz Združenih držav Amerike uspešno poskusno proizvedla visokomodulna ogljikova vlakna na osnovi viskoze in trgovsko ime "Thornel-25" je bilo dano na trg. Hkrati je razvil tehnologijo stresne grafitizacije za izboljšanje trdnosti in modula ogljikovih vlaken.
V zgodnjih šestdesetih letih prejšnjega stoletja je Akio Shindo iz Japonske izumil metodo za proizvodnjo ogljikovih vlaken iz poliakrilonitrilnih (PAN) vlaken in pridobil patent. Leta 1963 sta Nippon Carbon Corporation in Tokai Electrode Corporation razvila ogljikova vlakna na osnovi poliakrilonitrila z uporabo Shintovih patentov. Leta 1965 je podjetju Nippon Carbon Corporation uspelo industrijsko proizvesti navadna ogljikova vlakna na osnovi poliakrilonitrila. Leta 1964 je britanski Royal Aeronautical Research Center (RAE) poskusno izdelal visoko zmogljiva ogljikova vlakna na osnovi poliakrilonitrila z dodajanjem napetosti med predoksidacijo. Industrijsko ga proizvajajo Courtaulds, Hercules in Rolls-Royce z uporabo tehnologije RAE.
Leta 1965 je japonski Otani Sugiro prvi izdelal ogljikova vlakna na osnovi smole iz polivinilklorida in objavil pionirsko raziskovalno poročilo o ogljikovih vlaknih na osnovi smole.
Leta 1969 je Nippon Carbon Corporation uspešno razvila visoko zmogljiva ogljikova vlakna na osnovi poliakrilonitrila. Leta 1970 se je japonski Toray Textile Inc. zanašal na napredno tehnologijo prekurzorja poliakrilonitrila in zamenjal tehnologijo karbonizacije z United Carbide Corporation za razvoj visoko zmogljivih ogljikovih vlaken na osnovi poliakrilonitrila. Leta 1971 je Toray Corporation dala na trg visoko zmogljive izdelke iz ogljikovih vlaken na osnovi poliakrilonitrila (Torayca). Nato so se zmogljivost, raznolikost in proizvodnja izdelkov še naprej razvijali in je še vedno na vodilnem položaju na svetu. Od takrat so japonski Toho, Asahi Kasei, Mitsubishi Rayon in Sumitomo zaporedno vlagali v proizvodnjo ogljikovih vlaken na osnovi poliakrilonitrila. (glej ogljikova vlakna na osnovi poliakrilonitrila)
Leta 1970 je Japan Kureha Chemical Industry Co., Ltd. sprejel patent Otani Sugiro in najprej zgradil proizvodni obrat z letno proizvodnjo 120 ton navadnih (GPCF) ogljikovih vlaken na osnovi smole. Leta 1978 se je proizvodnja povečala na 240 ton. Ko je bil izdelek uporabljen kot cementni ojačitveni material, je bil učinek zelo dober. Leta 1984 se je proizvodnja povečala na 400 ton, leta 1986 pa ponovno na 900 ton. Leta 1976 je United Carbide uspešno proizvedel visoko zmogljiva mezofazna ogljikova vlakna na osnovi smole (HPCF) z letno proizvodnjo 113 t, ki se je leta 1982 povečala na 230 t, leta 1985 pa na 311 t.
Od leta 1982 so japonski Toray, Toho, Nippon Carbon, ameriški Hercules, Celanese in britanski Courtaulds zaporedoma izdelovali visokotrdne, ultravisoke, visokomodulne, ultravisokomodulne, srednje trdne in visoke. -trdnost z visokim modulom In pri drugih vrstah visokozmogljivih izdelkov se natezna trdnost ogljikovih vlaken poveča s 3,5 GPa na 5,5 GPa, izdelki majhnega obsega pa dosežejo 7.0GPa. Modul je bil povečan z 230 GPa na 600 GPa, kar je velik preboj v tehnologiji ogljikovih vlaken in prinaša razvoj aplikacij na novo stopnjo visoke ravni.
Od leta 1981 je bil dosežen velik napredek v znanosti o asfaltu in razvitih je bilo več novih postopkov za modulacijo mezofaznega asfalta, kot je predmezofazna metoda Kyushu Industrial Laboratory na Japonskem, nova mezofazna metoda EXXON Corporation v Združenih državah, in potencialno mezofazno metodo, ki jo je razvila univerza Gunma na Japonskem. Fazna metoda je spodbudila razvoj visoko zmogljivih ogljikovih vlaken na osnovi smole. Kasneje so japonska Mitsubishi Chemical Corporation, Osaka Gas Corporation in Nippon Steel Corporation zaporedoma zgradile številne visoko zmogljive proizvodne obrate ogljikovih vlaken različnih specifikacij. Zanj je značilen povečan modul in povečana trdnost. Osemdeseta leta so bila obdobje razcveta za ogljikova vlakna na osnovi smole.
Ogljikova vlakna na osnovi viskoze niso bila razvita od srede-1960 20. stoletja, za vojaške in posebne oddelke pa se proizvaja le majhna količina izdelkov.