Ogljikova vlakna so nitasti kompoziti, sestavljeni iz več kot 90% ogljika in filamenti s premerom od 5 do 15 µm. Kompozit nastane tako, da se nekateri netopni materiali povežejo in tvorijo kakovostnejši izdelek od originalov. Vlakna združuje polimer, imenovan matrica (smola), ki deluje kot nekakšno lepilo, ki veže vlakna v obliki niti, daje material materialu in razporeja silo znotraj kompleta.
Primerjava las (od zgornjega levega do spodnjega desnega) z ogljikovimi vlakni[1]
Proizvodnja ogljikovih vlaken se običajno izvaja prek piroliza kontrolirana plastična vlakna, to pomeni, da so ta vlakna izpostavljena visokim temperaturam (nad 800 ºC), ta material pa se razgradi in pretvori v trden ogljikov material. Za proizvodnjo ogljikovih vlaken se trenutno najbolj uporablja material poliakrilonitril (PAN, imenovano tudi orlon,akril in darlon), adicijski polimer, ki je nastal z zaporednimi dodatki monomerov akrilonitrila:
Ogljikova vlakna lahko dobimo tudi s pirolizo katran ali iz rajon.
Prvi, ki je namerno proizvajal ogljikove filamente, je bil
Thomas Edisonleta 1878 s pirolizo bombaža za uporabo v žarilnih nitkah. Vendar se je proizvodnja komercialnih ogljikovih vlaken začela šele leta 1950 in od takrat je bilo opravljenih veliko raziskav za izboljšanje kakovosti tega materiala.Med glavnimi lastnostmi ogljikovih vlaken so: visoka natezna trdnost, modul elastičnosti izjemno visoka, nizka specifična masa, dobra električna in toplotna odpornost ter kemična inertnost, razen za oksidacija.
Ker so ogljikova vlakna hkrati tako močna in lahka, so vsestranski material s široko uporabo, ki se pogosto uporablja pri izdelavi vesoljskih plovil, v strukturnih komponentah, izpostavljenih visokim temperaturam, kot so sestavni deli letalskih in raketnih turbin, v avtomobilski industriji, v opremi, ki se uporablja v elektroanalitičnih tehnik, tako v delih koles, kot tudi v potrošniškem blagu, kot so mobilni telefoni, čevlji, pohištvo, gospodinjski aparati, medicina, šport in zobozdravstvena oskrba.
Obstaja več kot 100 različnih vrst ogljikovih vlaken in za vsako aplikacijo morate izbrati najprimernejšo glede na njene lastnosti. Na žalost Brazilija proizvaja zelo malo tega sestavka, na tem področju najbolj prevladujejo Japonska in Nemčija.
* Zasluge za slike:
[1]: Slika vzeta iz: Wikimedia Commons;
[2]: Avtor: Jordan Tan /Fonte:Shutterstock.com
Avtorica Jennifer Fogaça
Diplomiral iz kemije
