Матеріали з вуглецевого волокна набирають популярність завдяки широкому асортименту застосування в аерокосмічній, автомобільній, залізничній транспорті, медичних пристроях високого класу та спортивному обладнанні. Його високі міцні властивості принесли нову надію на розвиток у багатьох галузях. Вуглецеве волокно можна класифікувати на типи на основі нафти та на основі біо. В даний час вуглецеве волокно на основі нафти має найкращі показники та більший об'єм виробництва, ніж біо-на основі вуглецевого волокна, але остання все ще має значний потенціал.
Вуглецеве волокно на основі нафти домінує на ринку
В даний час продукти на основі нафти на основі нафти є лідерами ринку. До них належать поліакрилонітрил (PAN) - на основі, на основі вуглецю на основі та віскозою. Вуглецеві волокна на основі PAN становлять понад 90%від загального виробництва вуглецевих волокон, волокна на основі кроку складають приблизно 7%, а волокна на основі віскози-приблизно 1%. Ця різниця в основному пов'язана з відмінностями в продуктивності та труднощах з обробкою. Вуглецеве волокно на основі PAN є домінуючим продуктом на ринку та наріжним каменем позиції на ринку вуглецевих волокон на основі нафти.
Вуглецеве волокно - це дивовижна тонка нитка, виготовлена з майже чистих кристалів вуглецю з діаметром 5 - 10 мікрометрів. Він має п’ять разів більше механічної міцності і вдвічі більше твердості сталі. Вуглецеве волокно спочатку виготовлялося з рослинних матеріалів, таких як целюлоза та Район, але згодом його замінили продуктами на основі нафти через їх меншу вартість та кращу продуктивність.
Для виготовлення вуглецевого волокна нафта спочатку обробляється у високотоксичну каструлю. Він втягується в тонкі нитки, а потім нагрівається в печах, що не містять кисню. Однак цей виробничий процес споживає значну енергію та генерує численні викиди та токсини. На відміну від минулого, коли вартість була основною проблемою, стабільність зараз є більш критичною, а нафта вже не є настільки дешевою.
Навіщо розробляти вуглецеве волокно на основі біо-на основі?
Порівняно з волокнами на основі PAN, вуглецеве волокно на основі біо-на основі продуктивності середнього та низького класу. То навіщо розвивати його? Це вимагає розуміння недоліків вуглецевого волокна на основі нафти.
Виробництво вуглецевого волокна на основі нафти є енергетичним інтенсивним, виробляє шкідливі речовини та шкодить навколишньому середовищу. Крім того, продукти з вуглецевого волокна важко переробити, що призводить до високих виробничих витрат та труднощів після обробки. Щоб зменшити виробничі витрати та залежність від викопної сировини, дослідження попередників на основі біо-основи вуглецевих волокон привертають увагу. Наприклад, лігнін, гліцерин та лігноцелюлозні цукри досліджуються як альтернативна сировина.
Захист навколишнього середовища - це актуальна глобальна проблема та консенсус серед усіх країн. Хоча матеріали з вуглецевого волокна мають очевидні переваги, вони не є екологічно чистими. Тому вчені шукають рішень, а "вуглецевий нейтралітет" став рушійною силою для розвитку вуглецевого волокна на основі біо. Вуглецеве волокно на основі нафти не може замінити вуглецеве волокно на основі біо-на основі, і в майбутньому обидва типи розвиватимуться паралельно. Ключ полягає в тому, який напрямок побачить більші прориви та досягнення.
