Въглеродните влакна са нишковидни композити, съставени от повече от 90% въглерод и нишки с диаметър от 5 до 15 µm. Композитът се образува чрез свързване на определени неразтворими материали, за да се получи продукт с по-добро качество от оригиналите. Влакната са свързани помежду си чрез полимер, наречен матрица (смола), който работи като вид лепило, което свързва влакната под формата на конци, придава форма на материала и разпределя силата вътре в комплекта.
Сравнение на косата (от горния ляв до долния десен ъгъл) с въглеродни влакна[1]
Производството на въглеродни влакна обикновено се извършва чрез пиролиза контролирани пластмасови влакна, т.е. тези влакна са подложени на високи температури (над 800 ºC) и този материал се разлага и се превръща в твърд въглероден материал. Най-използваният в момента материал за производството на въглеродни влакна е полиакрилонитрил (ПАН, също наричан орлон,акрил и дарлон), добавен полимер, образуван от последователни добавки на акрилонитрилни мономери:
Въглеродните влакна също могат да се получат чрез пиролиза на катран или от коприна.
Първият, който умишлено произвежда въглеродни нишки, беше Томас Едисон, през 1878 г., чрез пиролизата на памука, за използване в нажежаеми жички с нажежаема жичка. Производството на търговски въглеродни влакна обаче започва едва през 1950 г. и оттогава са направени много изследвания за подобряване на качеството на този материал.
Сред основните свойства на въглеродните влакна са: висока якост на опън, модул на еластичност изключително висока, ниска специфична маса, добра електрическа и термична устойчивост, както и химическа инертност, с изключение на окисление.
Тъй като са толкова здрави и леки в същото време, въглеродните влакна са универсален материал с широко приложение, широко използван в производството на космически кораби, в структурни компоненти, подложени на високи температури, като компоненти на самолети и ракетни турбини, в автомобилната индустрия, в оборудване, използвано в електроаналитични техники, в части за велосипеди, както и в потребителски стоки, като мобилни телефони, обувки, мебели, домакински уреди, медицински, спортни и стоматологична помощ.
Има повече от 100 различни вида въглеродни влакна и за всяко приложение трябва да изберете най-удобното според свойствата му. За съжаление Бразилия произвежда много малко от този композит, страните, които доминират най-много в тази област, са Япония и Германия.
* Кредити за изображенията:
[1]: Изображението е взето от: Wikimedia Commons;
[2]: Автор: Джордан Тан /Fonte:Shutterstock.com
От Дженифър Фогаса
Завършва химия
