Uvod u ugljična vlakna

Ugljična vlakna su organsko prekursorsko vlakno kao što je poliakrilonitril (ili nagib, rajon), koji se pirolizira i karbonizira u okruženju s visokim temperaturama kako bi tvorio strukturu karbonske kralježnice i anorganski polimerni vlakno s udjelom ugljika većim od 90%.

Carbon vlakna imaju izvrsna mehanička svojstva i kemijsku stabilnost, nisku gustoću od aluminija, visoku čvrstoću od čelika, među vlaknima visokih performansi koja su bila u masovnoj proizvodnji, ugljična vlakna ima najveću specifičnu čvrstoću i najviši specifični modul vlakana, a ima niz izvrsnih svojstava poput električne vodljivosti, ne može biti toplinskog materijala, a toplinsko sredstvo za toplinu i serije.

Ugljična vlakna naširoko se koriste u zrakoplovnim, noževima vjetroelektrane, sportovima i slobodnom vremenu, tlačnim posudama, ugljikovim/ugljikovim kompozitnim materijalima, konstrukciji transporta i drugim poljima.

Ugljična vlakna mogu se klasificirati prema različitim dimenzijama kao što su vrsta prekursora, mehanička svojstva, specifikacije vuče i postupak pripreme prekursora. Standardi klasifikacije za različite vrste ugljičnih vlakana su sljedeći:

Vrste prekursora: podijeljene na karbonska vlakna na bazi karbona i karbona na bazi karbona na bazi PAN-a. Među njima je i karbonska vlakna na bazi PAN-a brzo zauzela glavni položaj od svog uvođenja u 1960-ima, što čini više od 90% ukupnih ugljičnih vlakana zbog svog relativno jednostavnog proizvodnog procesa, izvrsnih mehaničkih svojstava i širokog raspona upotrebe. Proizvodna ljestvica na temelju tona i rajona je mala. Stoga se, trenutno, ugljična vlakna uglavnom odnose na ugljična vlakna na bazi tane.

Mehanička svojstva: Mehanička svojstva uglavnom se koriste u industriji za klasificiranje. Prema klasifikaciji mehaničkih svojstava trenutnog nacionalnog standarda za ugljična vlakna na bazi poliakrilonitrila GB/T 26752-2020, ugljična vlakna na bazi PAN-a podijeljena su u četiri kategorije: tip visoke čvrstoće, tipa srednjeg modulusa visoke čvrstoće, tip visoke modulus i tipa visoke modul.

Specifikacije vuče: Prema broju ugljičnih vlakana, može se podijeliti u male vune i velike vuče. Općenito, ugljična vlakna s nizom tariva manjih od 24K nazivaju se malim tocima (1K predstavlja 1000 filamenata u snopu ugljičnih vlakana), a ona iznad 24K nazivaju se velikim tocima. Mala vučna ugljična vlakna imaju izvrsne performanse, nisku proizvodnju i visoku cijenu, a uglavnom se koristi u visokotehnološkim područjima kao što su zrakoplovna, nacionalna obrana i vojna industrija. Veliki proizvodi za vuču imaju relativno niske performanse, niske troškove i tešku kontrolu proizvodnje, a široko se koriste u osnovnim industrijama i civilnim poljima.

Proces pripreme prekursora: Prema odabiru Spinning otapala, kontinuitet postupka polimerizacije, procesna metoda koja se koristi za predenje itd., Priprema prekursora može se podijeliti u različite vrste procesa. Prema spinning otapalu, uključuje DMSO (dimetil sulfoksid), DMAC (N, N dimetilacetamid), NASCN (natrijev tiocijanat) i druge različite kategorije otapala. Prema kontinuitetu postupka polimerizacije, može se podijeliti u metodu u jednom koraku i metodu u dva koraka. Prema postupku predenja, može se podijeliti u mokro predenje i suho mlazno vlažno vrtložnu vrtnju.