Высокопрочное высокомодульное углеродное волокно
Cтраница 1
 |
Характеристики поверхности угперодных волокон на основе ПАН. [1] |
Высокопрочные и высокомодульные углеродные волокна с необработанной поверхностью имеют удельную поверхность около 0 5 м2 / г. В результате обработки удельная поверхность несколько возрастает. Активную поверхность, которую занимают соседние атомы ароматических фрагментов, определяют по химической адсорбции кислорода. При обработке поверхности она увеличивается. По мере снижения температуры прогрева активная поверхность также увеличивается. Наружный слой углеродных волокон обладает сильными дренажными свойствами. В целом углеродные волокна имеют очень низкую гигроскопичность. [2]
Высокопрочные и высокомодульные углеродные волокна изготовляют из высокоуглеродистых исходных волокнистых материалов на основе полимеров, натуральных пеков или модифицированной целлюлозы методом термического пиролиза, обеспечивающего карбонизацию исходного сырья. Так как углерод может существовать в различных переходных формах от алмазоподоб-ных, отличающихся высокими твердостью, хрупкостью и жесткостью, до мягких и менее жестких графитоподобных форм, и поскольку летучие компоненты при карбонизации удаляются из волокна, перемещаясь от его центра к периферии, все механические характеристики углеродного волокна и его плотность определяются совокупностью форм углерода, полученных в волокне при карбонизации. В связи с этим углеродные волокна часто бывают весьма неоднородными по своим свойствам. [3]
При существующем уровне цен на высокопрочное высокомодульное углеродное волокно стоимость исходного сырья не играет существенной роли. Однако в связи с наметившейся тенденцией к снижению стоимости углеродного волокна положение может измениться. Стоимость 1 кг полиакрилонитрильных текстильных нитей на международном рынке составляет 10 - 12 долл. [4]
ПАН-Волокно используется исключительно для производства высокопрочного высокомодульного углеродного волокна, тогда как на основе вискозного корда вырабатываются высокопрочные высокомодульные, теплозащитные и другие типы углеродных волокнистых материалов. Это в известной мере обусловлено сложившейся традицией и отчасти экономическими соображениями. Конкуренция между этими видами сырья возможна только при получении высокопрочного высокомодульного углеродного волокна. [5]
В результате вытяжки достигается ориентация кристаллитов, что позволяет получать высокопрочные и высокомодульные углеродные волокна. [6]
Наиболее высокие требования предъявляются к сырью, предназначенному для получения высокопрочных высокомодульных углеродных волокон. В этом случае используют, как правило, вискозную кордную нить. [7]
В настоящее время к основным видам исходного сырья для получения высокопрочных и высокомодульных углеродных волокон относятся вискозные и полиакрилнитрильные ( ПАН) волокна, хотя не прекращаются попытки разработки методов получения углеродных волокон из других видов исходного сырья. [8]
В связи с созданием конструкционных углепластиков, для изготовления которых применяется высокопрочное высокомодульное углеродное волокно, возникла необходимость определения механических свойств элементарных нитей. Для волокон этого типа определяются прочность и модуль упругости при растяжении, изгибе и сдвиге и разрывное удлинение. [9]
Из анализа литературных данных и патентов следует, что для получения высокопрочного и высокомодульного углеродного волокна на основе ПАН-волокна достаточно вытягивать волокно на стадии окисления; карбонизацию можно проводить в условиях, исключающих усадку. В ряде патентов рекомендуется даже давать небольшую усадку ( до 10 %) или небольшую вытяжку волокна. По мнению Бэкона [77], вытяжку ПАН-волокна достаточно осуществлять на ранних стадиях процесса, графитацию, видимо, можно проводить без вытягивания, только предотвращая усадку волокна. [10]
Одновременно снижается стоимость углеродных волокнистых наполнителей: так, стоимость самых дорогих высокопрочных высокомодульных углеродных волокон снизится с 1966 по 1980 год в 5 - 10 раз и составит 20 - 60 долл. [11]
Способность мезофазы к ориентации фирма Union Carbide использовала в новом процессе получения высокопрочных, высокомодульных углеродных волокон из пеков. Волокна формуются из расплава, частично окисляются, что приводит к образованию поперечных связей, препятствующих их повторному плавлению, и, наконец, карбонизуются, а если необходимо, то и графитизируются. [13]
Казалось бы, рассмотренные результаты со всей очевидностью подтверждают, что для получения высокопрочного высокомодульного углеродного волокна необходимо применять высокопрочное ПАН-волокно. [14]
Страницы: 1 2 3