Uhlíkové vlákna sú vláknité kompozity vyrobené z viac ako 90% uhlíka a vlákna s priemerom od 5 do 15 µm. Kompozit sa vytvorí spojením určitých nerozpustných materiálov, aby sa vytvoril kvalitnejší produkt ako originály. Vlákna sú spojené dohromady polymérom tzv matrica (živica), ktoré funguje ako druh lepidla, ktoré spája vlákna vo forme nití, dodáva materiálu tvar a rozdeľuje silu vo vnútri súpravy.
Porovnanie vlasov (zľava hore dole vpravo) s uhlíkovými vláknami[1]
Výroba uhlíkových vlákien sa zvyčajne vykonáva prostredníctvom pyrolýza kontrolované plastové vlákna, to znamená, že sú tieto vlákna vystavené vysokým teplotám (nad 800 ° C) a tento materiál sa rozloží a prevedie na pevný uhlíkatý materiál. Najbežnejším materiálom na výrobu uhlíkových vlákien je polyakrylonitril (PAN, tiež nazývaný orlon,akryl a darlon), adičný polymér tvorený postupným pridávaním akrylonitrilových monomérov:
Uhlíkové vlákna sa môžu vyrábať aj pyrolýzou decht alebo z hodváb.
Prvá, ktorá zámerne vyrábala uhlíkové vlákna, bola
Thomas Edison, v roku 1878, pyrolýzou bavlny, ktorá sa má použiť ako vlákno žiarovky. Výroba komerčných uhlíkových vlákien sa však začala až v roku 1950 a od tej doby sa uskutočnil rozsiahly výskum zameraný na zlepšenie kvality tohto materiálu.Medzi hlavné vlastnosti uhlíkových vlákien patria: vysoká pevnosť v ťahu, modul pružnosti extrémne vysoká, nízka špecifická hmotnosť, dobrý elektrický a tepelný odpor, ako aj chemická inertnosť, okrem oxidácia.
Pretože je tak silný a ľahký súčasne, uhlíkové vlákna sú všestranný materiál so širokým uplatnením, ktorý sa široko používa pri výrobe kozmických lodí, v konštrukčných súčastiach vystavených vysokým teplotám, ako sú súčasti leteckých a raketových turbín, v automobilovom priemysle, v zariadeniach používaných v elektroanalytické techniky, v častiach bicyklov, ako aj v spotrebnom tovare, ako sú mobilné telefóny, obuv, nábytok, domáce spotrebiče, lekárske, športové a zubná starostlivosť.
Existuje viac ako 100 rôznych druhov uhlíkových vlákien a pre každú aplikáciu musíte zvoliť ten najvhodnejší z hľadiska jeho vlastností. Bohužiaľ, Brazília produkuje veľmi málo tohto kompozitu, krajinami, ktoré v tejto oblasti dominujú najviac, sú Japonsko a Nemecko.
* Kredity za obrázky:
[1]: Obrázok prevzatý z: Wikimedia Commons;
[2]: Autor: Jordan Tan /Fonte:Shutterstock.com
Autor: Jennifer Fogaça
Vyštudoval chémiu
