Ugljična vlakna. Izrada i svojstva ugljičnih vlakana

Ugljična vlakna su nitasti kompoziti koji se sastoje od više od 90% ugljika i niti promjera 5 do 15 µm. Kompozit nastaje spajanjem određenih netopljivih materijala da bi se dobio kvalitetniji proizvod od originala. Vlakna su spojena polimerom tzv matrica (smola), koji djeluje kao vrsta ljepila, koje veže vlakna u obliku niti, daje oblik materijalu i raspoređuje silu unutar skupa.

Usporedba kose (od gornjeg lijevog do donjeg desnog dijela) s ugljičnim vlaknima
Usporedba kose (od gornjeg lijevog do donjeg desnog dijela) s ugljičnim vlaknima[1]

Proizvodnja ugljičnih vlakana obično se provodi kroz piroliza kontrolirana plastična vlakna, tj. ta se vlakna podvrgavaju visokim temperaturama (iznad 800 ºC), a taj se materijal razgrađuje i pretvara u čvrsti ugljikovodik. Materijal koji se trenutno koristi za proizvodnju ugljičnih vlakana je poliakrilonitril (PAN, također nazvan orlon,akril i darlon), adicijski polimer nastao uzastopnim dodavanjima monomera akrilonitrila:

Polimerizacija akrilonitrila u poliakrilonitril

Ugljična vlakna mogu se dobiti i pirolizom katran ili iz rajona.

Prvi koji je namjerno proizveo karbonske niti bio je

Thomas Edison, 1878. godine, kroz pirolizu pamuka, za upotrebu u nitima žarulje sa žarnom niti. Međutim, proizvodnja komercijalnih ugljičnih vlakana započela je tek 1950. godine, a od tada je provedeno mnogo istraživanja kako bi se poboljšala kvaliteta ovog materijala.

Među glavnim svojstvima ugljikovih vlakana su: velika vlačna čvrstoća, modul elastičnosti izuzetno visoka, niska specifična masa, dobra električna i toplinska otpornost, kao i kemijska inertnost, osim za oksidacija.

Budući da su istovremeno tako jaka i lagana, ugljična vlakna su svestrani materijal široke primjene, koji se široko koristi u proizvodnji svemirskih letjelica, u strukturnim komponentama izloženim visokim temperaturama, kao što su dijelovi zrakoplova i raketnih turbina, u automobilskoj industriji, u opremi koja se koristi u elektroanalitičke tehnike, u dijelovima bicikla, kao i u robama široke potrošnje, poput mobitela, cipela, namještaja, kućanskih aparata, medicine, sporta i Oralna higijena.

Materijali izrađeni od ugljičnih vlakana

Postoji više od 100 različitih vrsta ugljičnih vlakana, a za svaku primjenu morate odabrati najprikladniju, prema njezinim svojstvima. Nažalost, Brazil proizvodi vrlo malo ove smjese, a zemlje koje na ovom polju najviše dominiraju su Japan i Njemačka.

* Zasluge za slike:

[1]: Slika preuzeta sa: Wikimedia Commons;
[2]: Autor: Jordan Tan /Fonte:Shutterstock.com


Napisala Jennifer Fogaça
Diplomirao kemiju

Google najavljuje poboljšanja Google novčanika i usluge Find my Device

Googleova stalna ažuriranja sustava za Android uređaje čine uređaje još sigurnijim implementacijo...

read more

Korisnici Auxílio Brasil mogu pristupiti nekoliko besplatnih usluga

Savezna vlada je stvorila Brazilska kartica pomoći, koja radi poput debitne kartice, osim što kor...

read more

Program Eletrobras Light for All produljuje se za još godinu dana

Eletrobras će nastaviti upravljati Luz para Todos i Mais Luz para Amazon, na inicijativu Ministar...

read more