Karbonfibre er trådformede kompositter som består av mer enn 90% karbon og filamenter med en diameter på 5 til 15 µm. En kompositt dannes ved å koble sammen visse ikke-oppløselige materialer for å danne et bedre kvalitetsprodukt enn originalene. Fibrene er sammenføyd av en polymer som kalles matrise (harpiks), som fungerer som et slags lim, som binder fibrene i form av tråder, gir form til materialet og fordeler kraften inne i settet.
Sammenligning av hår (fra øvre venstre til nedre høyre) med karbonfiber[1]
Produksjonen av karbonfibre utføres vanligvis gjennom pyrolyse kontrollerte plastfibre, det vil si at disse fibrene utsettes for høye temperaturer (over 800 ºC), og dette materialet brytes ned og omdannes til et fast karbonholdig materiale. Materialet som for tiden brukes til produksjon av karbonfibre er polyakrylnitril (PANNE, også kalt orlon,akryl og darlon), en tilleggspolymer dannet ved suksessive tilsetninger av akrylnitrilmonomerer:
Karbonfibre kan også produseres ved pyrolyse av tjære eller fra rayon.
Den første som med vilje produserte karbonfilamenter var Thomas Edison, i 1878, gjennom pyrolyse av bomull, som skulle brukes i glødelampefilamenter. Produksjonen av kommersielle karbonfibre startet imidlertid først i 1950, og siden har det blitt gjort mye forskning for å forbedre kvaliteten på dette materialet.
Blant de viktigste egenskapene til karbonfibre er: høy strekkfasthet, elastisitetsmodul ekstremt høy, lav spesifikk masse, god elektrisk og termisk motstand, samt kjemisk inertitet, bortsett fra oksidasjon.
Siden det er så sterkt og lett på samme tid, er karbonfibre et allsidig materiale med bred anvendelse, og blir mye brukt til fremstilling av romfartøy, i strukturelle komponenter utsatt for høye temperaturer, for eksempel komponenter i fly og raketturbiner, i bilindustrien, i utstyr som brukes i elektroanalytiske teknikker, i sykkeldeler, så vel som i forbruksvarer, som mobiltelefoner, sko, møbler, husholdningsapparater, medisinsk, sport og Tannhelse.
Det er mer enn 100 forskjellige typer karbonfibre, og for hver applikasjon må du velge den mest praktiske, i henhold til dens egenskaper. Dessverre produserer Brasil veldig lite av denne kompositten, landene som dominerer mest på dette feltet er Japan og Tyskland.
* Kreditt for bildene:
[1]: Bildet er tatt fra: Wikimedia Commons;
[2]: Forfatter: Jordan Tan /Fonte:Shutterstock.com
Av Jennifer Fogaça
Uteksamen i kjemi
