Kulfibre er trådformede kompositter, der består af mere end 90% kulstof og filamenter med en diameter på 5 til 15 µm. En komposit dannes ved at sammenføje visse ikke-opløselige materialer for at danne et bedre kvalitetsprodukt end originalerne. Fibrene er forbundet sammen af en polymer kaldet matrix (harpiks), der fungerer som en slags lim, der binder fibrene i form af tråde, giver form til materialet og fordeler kraften inde i sættet.
Sammenligning af hår (fra øverste venstre til nederste højre) med kulfiber[1]
Fremstillingen af kulfibre udføres normalt gennem pyrolyse kontrollerede plastfibre, dvs. disse fibre udsættes for høje temperaturer (over 800 ºC), og dette materiale nedbrydes og omdannes til et fast kulstofholdigt materiale. Det mest anvendte materiale til produktion af kulfibre er polyacrylonitril (PANDE, også kaldet orlon,akryl og darlon), en additionspolymer dannet ved successive tilsætninger af acrylonitrilmonomerer:
Kulfibre kan også produceres ved pyrolyse af tjære eller fra rayon.
Den første, der med vilje producerede kulstoffilamenter var Thomas Edison, i 1878, gennem pyrolyse af bomuld, der skulle bruges i glødelampefilamenter. Produktionen af kommercielle kulfibre startede imidlertid først i 1950, og siden da er der gjort meget forskning for at forbedre kvaliteten af dette materiale.
Blandt de vigtigste egenskaber ved kulfibre er: høj trækstyrke, elasticitetsmodul ekstremt høj, lav specifik masse, god elektrisk og termisk modstand samt kemisk inaktivitet undtagen oxidation.
Da det er så stærkt og let på samme tid, er kulfibre et alsidigt materiale med bred anvendelse, der i vid udstrækning anvendes til fremstilling af rumfartøjer, i strukturelle komponenter udsat for høje temperaturer, såsom komponenter i fly og raketmøller, i bilindustrien, i udstyr, der anvendes i elektroanalytiske teknikker i cykeldele såvel som i forbrugsvarer såsom mobiltelefoner, sko, møbler, husholdningsapparater, medicinsk, sport og tandpleje.
Der er mere end 100 forskellige typer kulfibre, og til hver applikation skal du vælge den mest bekvemme i henhold til dens egenskaber. Desværre producerer Brasilien meget lidt af denne komposit, de lande, der mest dominerer inden for dette område, er Japan og Tyskland.
* Credits for billederne:
[1]: Billedet taget fra: Wikimedia Commons;
[2]: Forfatter: Jordan Tan /Fonte:Shutterstock.com
Af Jennifer Fogaça
Uddannet i kemi
