Classificazione e nomenclatura delle fibre di carbonio

Attualmente, i principali prodotti in fibra di carbonio comprendono tre categorie: a base di poliacrilonitrile, a base di asfalto e a base di adesivo. Ciascuna categoria è ulteriormente suddivisa in molte varietà a causa dei diversi tipi di fibre grezze, processi e proprietà finali della fibra di carbonio. Il termine "fibra di carbonio" è in realtà un termine collettivo per vari tipi di fibre di carbonio, quindi la classificazione e la denominazione sono molto importanti.
Alla fine degli anni ’70, l’Unione Internazionale di Chimica Teorica e Applicata (IUPAC) stabilì norme per la classificazione e la denominazione delle fibre di carbonio. Innanzitutto, PAN (poliacrilonitrile), MP (asfalto mesofase) e VS (adesivo) vengono utilizzati per rappresentare la categoria delle fibre di carbonio. Quindi, vengono utilizzate lettere inglesi minuscole per rappresentare la temperatura del trattamento termico, come lht (che rappresenta la temperatura del trattamento termico inferiore a 1400 gradi) e hht (la temperatura del trattamento termico superiore a 2000 gradi). Quindi, vengono aggiunti i simboli delle prestazioni (come HT per alta resistenza, HM alto modulo, SHT ultra alta resistenza, HTHS alta resistenza e alta deformazione, IM modulo medio e UHM modulo ultra alto, ecc.). Si sottolinea inoltre che le fibre di carbonio a base di poliacrilonitrile, a base adesiva e a base di pece ordinaria sono tutte difficili da grafitizzare il carbonio polimerico, mentre le fibre di carbonio a base di pece mesofase e le fibre di carbonio cresciute a vapore sono facili da grafitizzare il carbonio.
Alla Terza Conferenza Internazionale sulle Fibre di Carbonio (Londra, 1985), è stato proposto di classificare le fibre di carbonio nei seguenti 5 livelli in base alle loro proprietà meccaniche.
Magnitudo Ultra High Mode (UHM): modulo superiore a 395 GPa;
Magnitudo modalità alta (HM): modulo compreso tra 310 e 395GPa;
Livello di modulo medio (IM): modulo compreso tra 255 e 310 GPa;
Ultra High Strength (UHT): resistenza superiore a 3,5 GPa,
Modulo inferiore a 255GPa;
Livello di resistenza elevato (HT): la resistenza raggiunge 3,5 GPa.
Entrambi i metodi di valutazione presentano delle carenze. Al giorno d'oggi, la classificazione dei prodotti in fibra di carbonio ad alte prestazioni è indicata dai produttori stessi: tipo di fibra grezza, numero di pori della singola fibra, diametro, metodo di disposizione (come parallelismo, aggrovigliamento, torsione, ecc.), eventuale trattamento superficiale (e il suo tipo), se è presente un collante (e il tipo di collante), ecc. Alcuni importanti nomi e proprietà di prodotti ad alte prestazioni possono essere riscontrati nelle fibre di carbonio a base di poliacrilonitrile e nelle fibre di carbonio a base di asfalto.