คาร์บอนไฟเบอร์ทำอย่างไร?

เส้นใยแต่ละเส้นมีเส้นผ่านศูนย์กลาง {{0}} ไมครอน เพื่อให้เข้าใจว่ามันเล็กแค่ไหน หนึ่งไมครอนคือ 0.0001 มิลลิเมตร ไหมใยแมงมุมหนึ่งเส้นมีขนาดระหว่าง 3 ถึง 8 ไมครอน

ลักษณะและการประยุกต์ใช้

เส้นใยคาร์บอนมีความแข็งเป็นสองเท่าและแข็งแรงกว่าเหล็กกล้าถึงห้าเท่า คุณลักษณะอีกประการหนึ่งคือมีความทนทานต่อสารเคมีสูงและทนต่ออุณหภูมิสูงและมีการขยายตัวทางความร้อนต่ำ

คาร์บอนไฟเบอร์เป็นวัสดุทางวิศวกรรมที่สำคัญในการสร้างเครื่องบิน ยานพาหนะสมรรถนะสูง อุปกรณ์กีฬา เครื่องดนตรี เหนือสิ่งอื่นใด

วิธีทำคาร์บอนไฟเบอร์

คาร์บอนไฟเบอร์ทำจากโพลิเมอร์อินทรีย์ โพลิเมอร์เหล่านี้ประกอบด้วยสายโมเลกุลยาวที่รวมตัวกันโดยอะตอมของคาร์บอน เส้นใยคาร์บอนประมาณ 90 เปอร์เซ็นต์ผลิตจากกระบวนการโพลีอะคริโลไนไตรล์ (PAN) ส่วนที่เหลืออีกร้อยละ 10 ทำจากเรยอนหรือกระบวนการพิชปิโตรเลียม

ก๊าซ ของเหลว และวัสดุอื่นๆ ที่ใช้ในกระบวนการผลิตสร้างลักษณะเฉพาะ คุณภาพ และเกรดของคาร์บอนไฟเบอร์ คาร์บอนไฟเบอร์เกรดสูงสุดพร้อมคุณสมบัติโมดูลัสที่ดีที่สุดถูกนำมาใช้ในการใช้งานที่มีความต้องการสูง เช่น อุตสาหกรรมการบินและอวกาศ

ผู้ผลิตคาร์บอนไฟเบอร์แตกต่างกันในแง่ของส่วนผสมของวัตถุดิบที่พวกเขาใช้ พวกเขามักจะถือว่าสูตรเฉพาะของพวกเขาเป็นความลับทางการค้า

กระบวนการผลิต

ในกระบวนการผลิต วัตถุดิบที่เรียกว่า สารตั้งต้น จะถูกดึงออกมาเป็นเส้นใยยาว จากนั้นจึงนำเส้นใยมาทอเป็นผ้า นอกจากนี้ยังสามารถใช้ร่วมกับวัสดุอื่น ๆ ที่พันเส้นใยหรือขึ้นรูปเป็นรูปร่างและขนาดที่ต้องการ

กระบวนการผลิตดำเนินไปดังนี้:

ปั่น. PAN ผสมกับส่วนผสมอื่น ๆ และปั่นเป็นเส้นใย ซึ่งจะถูกล้างและยืดออก

การรักษาเสถียรภาพ การเปลี่ยนแปลงทางเคมีเพื่อรักษาเสถียรภาพของพันธะ

ถ่าน เส้นใยที่มีความคงตัวถูกทำให้ร้อนถึงอุณหภูมิที่สูงมากเพื่อสร้างผลึกคาร์บอนที่ยึดติดแน่น

รักษาพื้นผิว พื้นผิวของเส้นใยถูกออกซิไดซ์เพื่อปรับปรุงคุณสมบัติการยึดเกาะ

ขนาด เส้นใยถูกเคลือบและพันบนกระสวย สิ่งเหล่านี้จะถูกโหลดเข้าสู่เครื่องปั่นด้ายที่บิดเส้นใยเป็นเส้นด้ายขนาดต่างๆ

แทนที่จะทอเป็นผ้า เส้นใยอาจถูกสร้างเป็นวัสดุผสม ในการสร้างวัสดุผสม สามารถใช้ความร้อน ความดัน หรือสุญญากาศเพื่อผูกเส้นใยเข้าด้วยกันกับโพลิเมอร์พลาสติก

สิ่งที่ต้องคำนึงถึง

การผลิตคาร์บอนไฟเบอร์มีความท้าทายหลายประการ ได้แก่ :

ความจำเป็นในการกู้คืนและซ่อมแซมที่คุ้มค่ากว่า

กระบวนการเตรียมพื้นผิวต้องได้รับการควบคุมอย่างรอบคอบเพื่อหลีกเลี่ยงการสร้างหลุมที่อาจส่งผลให้เส้นใยมีข้อบกพร่อง

จำเป็นต้องมีการควบคุมอย่างใกล้ชิดเพื่อให้มั่นใจในคุณภาพที่สม่ำเสมอ

ไฟฟ้าลัดวงจรและไฟฟ้าลัดวงจรเนื่องจากเส้นใยคาร์บอนมีคุณสมบัตินำไฟฟ้าสูง

ปัญหาสุขภาพและความปลอดภัย รวมถึงปัญหาการระคายเคืองผิวหนังและการหายใจ