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[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:
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.
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
