Kolfibrer är trådformiga kompositer som består av mer än 90% kol och trådar med en diameter på 5 till 15 µm. En komposit bildas genom att sammanfoga vissa icke-lösliga material för att bilda en produkt av bättre kvalitet än originalen. Fibrerna är sammanfogade av en polymer som kallas matris (harts), som fungerar som ett slags lim, som binder fibrerna i form av trådar, ger form till materialet och fördelar kraften inuti uppsättningen.
Jämförelse av hår (från övre vänstra till nedre högra) med kolfiber[1]
Tillverkningen av kolfibrer utförs vanligtvis genom pyrolys kontrollerade plastfibrer, det vill säga dessa fibrer utsätts för höga temperaturer (över 800 ºC), och detta material sönderdelas och omvandlas till ett fast kolhaltigt material. Det material som mest används för framställning av kolfibrer är polyakrylnitril (PANORERA, även kallad orlon,akryl- och darlon), en additionspolymer bildad genom successiva tillsatser av akrylnitrilmonomerer:
Kolfibrer kan också produceras genom pyrolys av tjära eller från rayon.
Den första som avsiktligt producerade kolfilament var Thomas Edison1878, genom pyrolys av bomull, för att användas i glödlampor. Produktionen av kommersiella kolfibrer började dock först 1950, och sedan dess har mycket forskning gjorts för att förbättra kvaliteten på detta material.
Bland de huvudsakliga egenskaperna hos kolfibrer är: hög draghållfasthet, elasticitetsmodul extremt hög, låg specifik massa, god elektrisk och termisk motståndskraft samt kemisk tröghet, förutom oxidation.
Eftersom det är så starkt och lätt samtidigt är kolfibrer ett mångsidigt material med bred tillämpning och används ofta vid tillverkning av rymdfarkoster, i strukturella komponenter som utsätts för höga temperaturer, såsom komponenter i flygplan och raketturbiner, inom bilindustrin, i utrustning som används i elektroanalytiska tekniker, i cykeldelar, såväl som i konsumtionsvaror, såsom mobiltelefoner, skor, möbler, hushållsapparater, medicin, sport och tandvård.
Det finns mer än 100 olika typer av kolfibrer, och för varje applikation måste du välja den mest lämpliga, beroende på dess egenskaper. Tyvärr producerar Brasilien väldigt lite av denna komposit, de länder som dominerar mest inom detta område är Japan och Tyskland.
* Poäng för bilderna:
[1]: Bild tagen från: Wikimedia Commons;
[2]: Författare: Jordan Tan /Fonte:Shutterstock.com
Av Jennifer Fogaça
Examen i kemi
