סיבי פחמן הם מרוכבים חוטים המורכבים מיותר מ 90% פחמן וחוטים בקוטר 5 עד 15 מיקרומטר.. קומפוזיט נוצר על ידי חיבור חומרים מסוימים שאינם מסיסים יחד ליצירת מוצר איכותי יותר מהמקור. הסיבים מחוברים יחד על ידי פולימר הנקרא מטריצה (שרף), שעובד כמעין דבק, הקושר את הסיבים בצורת חוטים, נותן צורה לחומר ומפיץ את הכוח בתוך הסט.
השוואת שיער (משמאל עליון לימין תחתון) עם סיבי פחמן[1]
הייצור של סיבי פחמן מתבצע בדרך כלל דרך פירוליזה סיבי פלסטיק מבוקרים, כלומר סיבים אלה נתונים לטמפרטורות גבוהות (מעל 800 מעלות צלזיוס), וחומר זה מתפרק והופך לחומר פחמן מוצק. החומר המשמש כיום ביותר לייצור סיבי פחמן הוא פוליאקרילוניטריל (מחבת, המכונה גם אורלון,אַקרִילִי ו דארון), פולימר תוספת שנוצר על ידי תוספות רצופות של מונומרים אקרילוניטריל:
ניתן לייצר סיבי פחמן גם באמצעות פירוליזה של זֶפֶת או מ זְהוֹרִית.
הראשון לייצר בכוונה חוטי פחמן היה תומאס אדיסון, בשנת 1878, באמצעות פירוליזה של כותנה, לשמש בחוטים של מנורות ליבון. עם זאת, ייצור סיבי פחמן מסחריים החל רק בשנת 1950, ומאז נעשו מחקרים רבים על מנת לשפר את איכות החומר הזה.
בין המאפיינים העיקריים של סיבי פחמן הם: חוזק מתיחה גבוה, מודול גמישות מסה ספציפית גבוהה מאוד, נמוכה, עמידות חשמלית ותרמית טובה, כמו גם אינרטיות כימית, למעט חִמצוּן.
מכיוון שהוא כל כך חזק וקל בעת ובעונה אחת, סיבי פחמן הם חומר רב-תכליתי עם יישום רחב, ונמצא בשימוש נרחב בייצור חלליות, ברכיבים מבניים הנתונים לטמפרטורות גבוהות, כגון רכיבי מטוסים וטורבינות רקטות, בתעשיית הרכב, בציוד המשמש ב טכניקות אלקטרואנליטיות, בחלקי אופניים, כמו גם במוצרי צריכה, כגון טלפונים סלולריים, נעליים, רהיטים, מכשירי חשמל ביתיים, רפואי, ספורט ו טיפול שיניים.
ישנם יותר מ -100 סוגים שונים של סיבי פחמן, ולכל יישום עליכם לבחור את הנוח ביותר, בהתאם לתכונותיו. למרבה הצער, ברזיל מייצרת מעט מאוד מהרכב הזה, המדינות השולטות ביותר בתחום זה הן יפן וגרמניה.
* זיכויים לתמונות:
[1]: התמונה נלקחה מ: ויקימדיה;
[2]: מחבר: ג'ורדן טאן /Fonte:Shutterstock.com
מאת ג'ניפר פוגאצה
בוגר כימיה