Валакно вугляроднае: ўласцівасці, фота, атрыманне, выкарыстанне

Перадавыя галіны прамысловасці і будаўніцтва за апошні час асвоілі нямала прынцыпова новых тэхналогій, вялікая частка якіх звязана з інавацыйнымі матэрыяламі. Звычайны карыстальнік мог заўважыць праява дадзенага працэсу на прыкладзе будматэрыялаў з уключэннем кампазітаў. Таксама ў аўтамабілебудаванні ўкараняюцца карбонавыя элементы, якія павышаюць эксплуатацыйныя якасці спорткаров. І гэта далёка не ўсе напрамкі, у якіх задзейнічаюцца вугляпластыку. Асновай для дадзенага кампанента выступаюць вугляродныя валакна, фота якіх прадстаўлена ніжэй. Уласна, у непераўзыдзеных тэхніка-фізічных якасцях і заключаецца унікальнасць і актыўнае распаўсюджанне кампазітаў новага пакалення.

тэхналогія атрымання

Для вытворчасці матэрыялу выкарыстоўваюць сыравіну ў выглядзе прыродных або хімічных валокнаў арганічнага паходжання. Далей, у выніку адмысловай апрацоўкі, ад зыходнай нарыхтоўкі застаюцца толькі вугляродныя атамы. Галоўнай ўздзейнічае сілай з'яўляецца тэмпература. Тэхналагічны працэс прадугледжвае выкананне некалькіх этапаў тэрмаапрацоўкі. На першай стадыі адбываецца акісленне першаснай структуры ва ўмовах тэмпературнага рэжыму да 250 ° C. На наступным этапе атрыманне вугляродных валокнаў пераходзіць у працэдуру карбанізацыі, у выніку якой матэрыял награваецца ў азотнай асяроддзі пры высокіх тэмпературах да 1500 ° C. Такім чынам фармуецца графитоподобная структура. Завяршае ўвесь працэс вырабу фінальная апрацоўка ў выглядзе графитизации пры 3000 ° C. На гэтай стадыі ўтрыманне чыстага вугляроду ў валокнах дасягае 99%.

Дзе ўжываецца валакно вугляроднае?

Калі ў першыя гады папулярызацыі матэрыял выкарыстоўваўся выключна ў вузкаспецыялізаваных абласцях, то сёння назіраецца пашырэнне вытворчасцей, у якіх задзейнічаецца дадзенае хімвалакно. Матэрыял даволі пластычны і разнастайны ў плане магчымасцяў эксплуатацыі. З вялікай верагоднасцю вобласці прымянення такіх валокнаў будуць пашырацца, але ўжо сёння аформіліся базавыя тыпы прадстаўлення матэрыялу на рынку. У прыватнасці, можна адзначыць будаўнічую сферу, медыцыну, выраб электратэхнікі, бытавых прыбораў і т. Д. Што тычыцца спецыялізаваных абласцей, то выкарыстанне вугляродных валокнаў па-ранейшаму актуальна для вытворцаў авіятэхнікі, медыцынскіх электродаў і радыёпаглынальныя матэрыялаў.

формы вырабу

У першую чаргу гэта тэрмаўстойлівыя тэкстыльныя вырабы, сярод якіх можна вылучыць тканіны, ніткі, трыкатаж, лямец і т. Д. Больш за тэхналагічным напрамкам з'яўляецца выраб кампазітаў. Мабыць, гэта найбольш шырокі сегмент, у якім прадстаўлена валакно вугляроднае як аснова вырабаў для серыйнага вытворчасці. У прыватнасці, гэта падшыпнікі, тэрмаўстойлівыя вузлы, дэталі і розныя элементы, якія працуюць ва ўмовах агрэсіўных асяроддзяў. Пераважна кампазіты арыентаваны на рынак аўтамабілебудавання, аднак і будаўнічая вобласць даволі ахвотна разглядае новыя прапановы ад вытворцаў дадзенага хімвалакна.

ўласцівасці матэрыялу

Спецыфіка тэхналогіі атрымання матэрыялу наклала свой адбітак на эксплуатацыйныя якасці валокнаў. У выніку высокая тэрмічная стойкасць стала галоўнай адметнай рысай структуры такіх вырабаў. Акрамя цеплавых уздзеянняў, матэрыял устойлівы і да хімічных агрэсіўным серадах. Праўда, калі ў працэсе акіслення пры награванні прысутнічае кісларод, гэта пагібельна адбіваецца на валокнах. Затое механічная трываласць вугляроднага валакна можа скласці канкурэнцыю шматлікім традыцыйным матэрыялах, якія лічацца цвёрдацельнымі і ўстойлівымі да пашкоджанняў. Гэта якасць асабліва выяўлена ў карбонавых вырабах. Яшчэ адным уласцівасцю, якое мае попыт сярод тэхнолагаў рознай прадукцыі, з'яўляецца здольнасць абсорбцыі. Дзякуючы актыўнай паверхні дадзенае валакно можна разглядаць у якасці эфектыўнай каталітычнай сістэмы.

вытворцы

Перадавікамі ў сегменце з'яўляюцца амерыканскія, японскія і нямецкія кампаніі. Расійскія тэхналогіі ў гэтай галіне практычна не развіваліся апошнія гады і па-ранейшаму грунтуюцца на распрацоўках часоў СССР. На сённяшні дзень палова вырабляюцца ў свеце валокнаў прыпадае на долю японскіх кампаній Mitsubishi, Kureha, Teijin і інш. Другую частку дзеляць паміж сабой немцы і амерыканцы. Так, з боку ЗША выступае кампанія Cytec, а ў Нямеччыне валакно вугляроднае вырабляе фірма SGL. Не так даўно ў спіс лідэраў гэтага кірунку ўвайшло і тайваньскі прадпрыемства Formosa Plastics. Што тычыцца айчыннай вытворчасці, то распрацоўкамі кампазітаў займаюцца толькі дзве кампаніі - «Аргон» і «Хімвалакно». Пры гэтым сур'ёзныя дасягненні за апошнія гады зрабілі беларускія і ўкраінскія прадпрымальнікі, якія асвойваюць новыя нішы для камерцыйнага выкарыстання вугляпластыку.

Будучыня вугляродных валокнаў

Паколькі некаторыя віды вугляпластыку ўжо ў бліжэйшы час дадуць магчымасць выпускаць вырабы, здольныя захоўваць першапачатковую структуру мільёны гадоў, шматлікія адмыслоўцы прадказваюць перавытворчасць падобнай прадукцыі. Нягледзячы на гэта, зацікаўленыя кампаніі працягваюць весці гонку тэхналагічных абнаўленняў. І шмат у чым гэта апраўдана, так як ўласцівасці вугляродных валокнаў на парадак пераўзыходзяць аналагічныя якасці традыцыйных матэрыялаў. Дастаткова ўспомніць трываласць і тэрмаўстойлівасць. Зыходзячы з гэтых вартасцяў распрацоўшчыкі і асвойваюць новыя напрамкі развіцця. Ўкараненне матэрыялу, хутчэй за ўсё, будзе ахопліваць не толькі спецыялізаваныя сферы, але і блізкія да масавага спажыўцу вобласці. Напрыклад, звычайныя пластыкавыя, алюмініевыя і драўляныя элементы могуць замяняцца вугляпластыку, які па цэлым шэрагу эксплуатацыйных якасцяў будзе пераўзыходзіць звыклыя матэрыялы.

заключэнне

Шырокаму распаўсюджванню інавацыйнаму Хімвалакну перашкаджаюць многія фактары. Адным з самых істотных з'яўляецца высокі кошт. Паколькі валакно вугляроднае патрабуе задзейнічання высокатэхналагічнага абсталявання для вырабу, яго атрыманне можа сабе дазволіць далёка не кожная кампанія. Але і гэта не самае галоўнае. Справа ў тым, што далёка не ва ўсіх сферах вытворцы зацікаўлены ў гэтак радыкальных зменах якасці прадукцыі. Так, падвышаючы даўгавечнасць аднаго элемента інфраструктуры, вытворца не заўсёды можа выканаць аналагічную мадэрнізацыю на сумежных кампанентах. У выніку атрымліваецца дысбаланс, які зводзіць да нуля ўсе дасягнення новых тэхналогій.