Polyakrylnitril-baserad (PAN-baserad) kolfibrer: PAN-baserade kolfibrer bildas av polyakrylnitril genom flera steg: spinning, för-oxidation och förkolning. Tekniken för framställning av prekursorfibrer omfattar i första hand prekursorproduktionsfasen och de efterföljande oxidations- och karboniseringsfaserna. Inom prekursorproduktionsfasen kategoriseras spinningsmetoder i våtspinning och torr-jet-våtspinning, medan produktionen av polymerisationslösningen klassificeras i ett-stegs- och två-stegsprocesser. Torr-jet-våtspinning är en kritisk process för hög-kolfibrer-som T1000-kvaliteten-och involverar extrudering av en polymerdopp genom en spinndysa, så att den kan färdas en kort stund genom ett luftgap och sedan sänka ner det i ett koaguleringsbad. Dessa fibrer kännetecknas av hög hållfasthet, hög styvhet, låg vikt, hög-temperaturbeständighet, korrosionsbeständighet och specifika elektriska egenskaper; de uppvisar utmärkta kompressions- och böjningsegenskaper och används i stor utsträckning i förstärkta kompositmaterial.
Pitch-baserade kolfibrer: Pitch-baserade kolfibrer tillverkas med petroleumbeck eller kolbeck som råmaterial och genomgår en process som involverar beckraffinering, spinning, för-}oxidation och antingen karbonisering eller grafitisering. Prekursorbecket klassificeras i två typer: isotrop och anisotrop (mesofas). Isotropt beck är vanligtvis smält-blåst eller smält-spunnet till hackade fibrer, medan mesofasbeck kan smältas-till kontinuerliga fibrer, även om spinningsprocessen för de senare är tekniskt sett mer utmanande. Kostnaden för råmaterial för beck-baserade fibrer är lägre än för PAN-baserade kolfibrer.
Rayon-baserade kolfibrer: Rayon-baserade kolfibrer härrör från rayonfibrer-som huvudsakligen består av cellulosa-genom en process som involverar uttorkning, pyrolys och efterföljande förkolning.
-Fasodlade kolfibrer: Kolfibrer som odlas i -ångfas syntetiseras med hjälp av råmaterial som bensen eller metan, med användning av övergångsmetaller (t.ex. järn, kobolt, nickel), deras legeringar eller deras föreningar som katalysatorer, och använder gas i en reducerande atmosfär som vätgas som en bärare av vätgas.
Forskning om nya prekursorer inkluderar utveckling av lignin-baserade kolfiberprekursorer och bio-baserade råvaror (som akrylnitril/guanidinkrotonatsampolymerer), i syfte att antingen minska produktionskostnaderna eller förbättra prestandan.
Framställningen av prekursorfibrer utgör ett kritiskt steg i produktionen av kolfiber och står för nästan hälften (cirka 51%) av den totala produktionskostnaden. Processoptimering (såsom styrning av koaguleringsbadparametrar och dragförhållande) är avgörande för prekursorfiberns egenskaper.
