A szénszálak több mint 90% szénből álló szálas kompozitok és 5–15 µm átmérőjű szálak. Kompozitot úgy állítunk elő, hogy egyes oldhatatlan anyagokat összekapcsolunk, és így jobb minőségű terméket kapunk, mint az eredetiek. A szálakat egy úgynevezett polimer köti össze mátrix (gyanta), amely egyfajta ragasztóként működik, amely szálak formájában megköti a szálakat, alakot ad az anyagnak és elosztja az erőt a készlet belsejében.
A haj (a bal felsőtől a jobb alsóig) összehasonlítása a szénszállal[1]
A szénszálak előállítását általában a pirolízis ellenőrzött műanyag szálak, vagyis ezeket a szálakat magas hőmérsékleten (800 ° C fölött) érik el, és ezt az anyagot lebontják és szilárd széntartalmú anyaggá alakítják. A szénszálak előállításához jelenleg a leginkább használt anyag a poliakrilnitril (PÁN, más néven orlon,akril és darlon), akrilnitril monomerek egymás utáni hozzáadásával képzett addíciós polimer:
Szénszálak előállíthatók a kátrány vagy innen műselyem.
Először szándékosan gyártott szénszálakat
Thomas Edison, 1878-ban, a gyapot pirolízise révén, amelyet izzólámpa-szálakban kell használni. A kereskedelmi szénszálak gyártása azonban csak 1950-ben kezdődött el, azóta sok kutatást végeztek ezen anyag minőségének javítása érdekében.A szénszálak fő tulajdonságai a következők: nagy szakítószilárdság, rugalmassági modulus rendkívül nagy, alacsony fajlagos tömeg, jó elektromos és hőállóság, valamint kémiai tehetetlenség, kivéve oxidáció.
Mivel egyszerre olyan erős és könnyű, a szénszálak sokoldalú anyag, széles körű alkalmazással, széles körben használják űrhajók gyártásában, magas hőmérsékletnek kitett szerkezeti alkatrészekben, például repülőgépek és rakétaturbinák alkatrészeiben, az autóiparban, a elektroanalitikai technikák a kerékpáralkatrészekben, valamint a fogyasztási cikkekben, például mobiltelefonokban, cipőkben, bútorokban, háztartási készülékekben, orvosi, sport- és fogápolás.
Több mint 100 különféle szénszál létezik, és minden alkalmazáshoz ki kell választania a legkényelmesebbet, annak tulajdonságai szerint. Sajnos Brazília nagyon keveset állít elő ebből az összetett anyagból, Japán és Németország az uralkodó ezen a területen leginkább.
* A képek jóváírása:
[1]: Kép készült: Wikimedia Commons;
[2]: Szerző: Jordan Tan /Fonte:Shutterstock.com
Írta: Jennifer Fogaça
Kémia szakon végzett
