据Chem Eng,2012年第5期报道,美国能源部的橡树岭国家实验室(ORNL)的研究人员研制了利用聚乙烯纤维制备具有定制表面轮廓的碳纤维的工艺。该工艺将ORNL自主开发的纤维纺锤技术和磺化技术相结合,目前正在申请专利中。通过控制工艺条件来调整碳纤维的孔隙率,这种材料可用于过滤、催化和电化学能量收集。目前,采用该工艺已经生产出具有从中空到齿轮状等独特几何形状横断面的碳纤维。
采用该工艺制备结构碳纤维的工艺过程:首先通过多组分熔融挤出,纺丝制成纤维束;然后将纤维束进行酸浴、磺化,纤维束转化成为不熔的黑色纤维;最后加热到很高的温度,挥发出纤维素中除碳以外的所有其他元素。