Pengantar serat karbon

Serat karbon adalah serat prekursor organik seperti polyacrylonitrile (atau pitch, rayon), yang pirolisis dan berkarbonisasi dalam lingkungan suhu tinggi untuk membentuk struktur tulang punggung karbon, dan serat polimer anorganik dengan kandungan karbon yang lebih tinggi dari 90%.

Serat karbon memiliki sifat mekanik yang sangat baik dan stabilitas kimia, kepadatan rendah dari aluminium, kekuatan tinggi daripada baja, di antara serat kinerja tinggi yang telah dalam produksi massal, serat karbon memiliki kekuatan spesifik tertinggi dan modulus spesifik tertinggi dari serat, dan memiliki serangkaian sifat yang sangat baik seperti konduktivitas listrik, konduksi panas, ketahanan korosi dan serangkaian bahan lainnya tidak dapat diganti.

Serat karbon banyak digunakan dalam kedirgantaraan, bilah tenaga angin, olahraga dan rekreasi, pembuluh tekanan, bahan komposit karbon/karbon, konstruksi transportasi dan bidang lainnya.

Serat karbon dapat diklasifikasikan menurut dimensi yang berbeda seperti jenis prekursor, sifat mekanik, spesifikasi derek, dan proses persiapan prekursor. Standar klasifikasi untuk berbagai jenis serat karbon adalah sebagai berikut:

Jenis-jenis prekursor: dibagi menjadi serat karbon berbasis PAN, serat karbon berbasis pitch dan serat karbon berbasis rayon. Di antara mereka, serat karbon berbasis PAN dengan cepat menempati posisi arus utama sejak diperkenalkan pada tahun 1960-an, menyumbang lebih dari 90% dari total serat karbon karena proses produksinya yang relatif sederhana, sifat mekanik yang sangat baik dan berbagai macam penggunaan. Skala produksi berbasis pitch dan berbasis rayon kecil. Oleh karena itu, saat ini, serat karbon umumnya merujuk pada serat karbon berbasis PAN.

Properti Mekanik: Sifat mekanik terutama digunakan dalam industri untuk mengklasifikasikan. Menurut klasifikasi sifat mekanik dari standar nasional saat ini untuk serat karbon berbasis poliakrilonitril Gb/t 26752-2020, serat karbon berbasis PAN dibagi menjadi empat kategori: tipe berkekuatan tinggi, tipe modulus kekuatan tinggi tinggi-modulus tinggi , tipe modulus tinggi, dan tipe berkekuatan tinggi dan modulus tinggi.

Spesifikasi TOW: Menurut jumlah serat karbon, itu dapat dibagi menjadi beberapa debu kecil dan truk besar. Secara umum, serat karbon dengan sejumlah truk kurang dari 24k disebut TOW kecil (1K mewakili 1000 filamen dalam satu bundel serat karbon), dan yang di atas 24k disebut truk besar. Serat karbon derek kecil memiliki kinerja yang sangat baik, output rendah dan harga tinggi, dan umumnya digunakan di bidang berteknologi tinggi seperti kedirgantaraan, pertahanan nasional dan industri militer. Produk derek besar memiliki kinerja yang relatif rendah, biaya rendah, dan kontrol produksi yang sulit, dan banyak digunakan dalam industri dasar dan ladang sipil.

Proses Persiapan Prekursor: Menurut pemilihan pelarut pemintalan, kontinuitas proses polimerisasi, metode proses yang digunakan untuk pemintalan, dll., Persiapan prekursor dapat dibagi menjadi berbagai jenis proses. Menurut pelarut pemintalan, itu termasuk DMSO (dimetil sulfoksida), DMAC (n, n dimethylacetamide), NASCN (natrium tiosianat) dan kategori pelarut yang berbeda lainnya. Menurut kesinambungan proses polimerisasi, dapat dibagi menjadi metode satu langkah dan metode dua langkah. Menurut proses pemintalan, itu dapat dibagi menjadi pemintalan basah dan pemintalan basah kering.