Uhlíková vlákna jsou vláknité kompozity vyrobené z více než 90% uhlíku a vláken o průměru 5 až 15 µm.. Kompozit se vytváří spojením určitých nerozpustných materiálů dohromady za vzniku kvalitnějšího produktu než originály. Vlákna jsou spojena dohromady polymerem zvaným matrice (pryskyřice), které funguje jako druh lepidla, které váže vlákna ve formě nití, dává materiálu tvar a distribuuje sílu uvnitř sady.
Porovnání vlasů (zleva vlevo dole vpravo) s uhlíkovými vlákny[1]
Výroba uhlíkových vláken se obvykle provádí prostřednictvím pyrolýza řízená plastová vlákna, tj. tato vlákna jsou vystavena vysokým teplotám (nad 800 ° C) a tento materiál se rozloží a přemění na pevný uhlíkatý materiál. Nejčastěji používaným materiálem pro výrobu uhlíkových vláken je polyakrylonitril (PÁNEV, také zvaný orlon,akryl a Darlone), adiční polymer vytvořený postupným přidáváním akrylonitrilových monomerů:
Uhlíková vlákna mohou být také vyrobena pyrolýzou dehet nebo z hedvábí.
První, kdo záměrně vyráběl uhlíková vlákna, byl
Thomas Edison, v roce 1878, pyrolýzou bavlny, která se má použít ve vláknech žárovek. Výroba komerčních uhlíkových vláken však začala až v roce 1950 a od té doby bylo provedeno mnoho výzkumů ke zlepšení kvality tohoto materiálu.Nepřestávejte... Po reklamě je toho víc;)
Mezi hlavní vlastnosti uhlíkových vláken patří: vysoká pevnost v tahu, modul pružnosti extrémně vysoká, nízká měrná hmotnost, dobrý elektrický a tepelný odpor a také chemická inertnost, s výjimkou oxidace.
Vzhledem k tomu, že je tak silný a zároveň lehký, jsou uhlíková vlákna univerzálním materiálem se širokým uplatněním, který se široce používá při výrobě kosmických lodí, v konstrukčních dílech vystavených vysokým teplotám, jako jsou součásti letadel a raketových turbín, v automobilovém průmyslu, v zařízeních používaných v elektroanalytické techniky v součástech jízdních kol i ve spotřebním zboží, jako jsou mobilní telefony, obuv, nábytek, domácí spotřebiče, lékařské, sportovní a Péče o zuby.
Existuje více než 100 různých typů uhlíkových vláken a pro každou aplikaci musíte vybrat ten nejvhodnější podle jeho vlastností. Brazílie bohužel produkuje velmi málo tohoto kompozitu, zeměmi, které v této oblasti dominují nejvíce, jsou Japonsko a Německo.
* Kredity za obrázky:
[1]: Obrázek převzat z: Wikimedia Commons;
[2]: Autor: Jordan Tan /Fonte:Shutterstock.com
Autor: Jennifer Fogaça
Vystudoval chemii
Chcete odkazovat na tento text ve školní nebo akademické práci? Dívej se:
FOGAÇA, Jennifer Rocha Vargas. "Uhlíkové vlákno"; Brazilská škola. K dispozici v: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/fibra-carbono.htm. Zpřístupněno 27. června 2021.
