Materiały z włókna węglowego zyskują popularność dzięki szerokiej gamie zastosowań w lotniu, transporcie motoryzacyjnym, transporcie kolejowym, wysokiej klasy urządzeniach medycznych i sprzęcie sportowym. Jego nieruchomości o wysokiej wytrzymałości przyniosły nową nadzieję na rozwój w wielu branżach. Włókno węglowe można podzielić na typy ropopochodne i biologiczne. Obecnie włókno węglowe na bazie ropy naftowej ma doskonałą wydajność i wyższą objętość produkcyjną niż biologiczne włókno węglowe, ale te ostatnie nadal ma znaczący potencjał.
Na rynku dominuje włókno węglowe na bazie ropopochodni
Produkty z włókna węglowego na bazie ropy naftowej są obecnie liderami rynku. Należą do nich włókna węglowe na bazie poliakrylonitrylu (PAN), oparte na pochyleniu i wiskozie. PAN RIBUBÓW Węglowych stanowią ponad 90%całkowitej produkcji włókien węglowych, włókien opartych na wysokości około 7%, a włókna na bazie wiskozy stanowią około 1%. Różnica ta wynika głównie z różnic w trudnościach w zakresie wydajności i przetwarzania. Włókno węglowe oparte na panu jest dominującym produktem na rynku i kamieniem węgielnym pozycji rynkowej włókien węglowych na bazie ropy naftowej.
Włókno węglowe jest niesamowitym cienkim włóknem wykonanym z niemal czystych kryształów węgla o średnicy mikrometrów 5 - 10. Ma pięciokrotnie wytrzymałość mechaniczną i dwukrotność twardości stali. Włókno węglowe zostało pierwotnie wykonane z materiałów na bazie roślin, takich jak celuloza i Rayon, ale później został zastąpiony produktami na bazie ropy naftowej ze względu na ich niższy koszt i lepszą wydajność.
Aby zrobić włókno węglowe, ropa naftowa najpierw przetwarza się w wysoce toksyczną patelnię. Jest wciągany w drobne włókna, a następnie podgrzewane w piecach bez tlenu. Jednak ten proces produkcyjny zużywa znaczną energię i generuje wiele emisji i toksyn. W przeciwieństwie do przeszłości, gdy koszt był głównym problemem, zrównoważony rozwój jest teraz bardziej krytyczny, a ropa naftowa nie jest już tak tania.
Po co rozwijać biologiczne włókno węglowe?
W porównaniu z włóknami opartymi na panu, bio-włókna węglowe ma wydajność w połowie do niskiej klasy. Więc po co to rozwijać? Wymaga to zrozumienia wad włókna węglowego na bazie ropy naftowej.
Produkcja włókien węglowych na bazie ropy naftowej jest energooszczędna, wytwarza szkodliwe substancje i szkodzi środowisku. Ponadto produkty z włókna węglowego są trudne do recyklingu, co powoduje wysokie koszty produkcji i trudności po przetwarzaniu. Aby zmniejszyć koszty produkcji i zależność od surowców kopalnych, zwracają uwagę na badania nad biologicznymi prekursorami włókien węglowych. Na przykład cukry ligniny, gliceryny i lignocelulozowe są badane jako alternatywne surowce.
Ochrona środowiska jest palącym problemem globalnym i konsensusem wśród wszystkich krajów. Chociaż materiały z włókna węglowego mają oczywiste zalety, nie są one przyjazne dla środowiska. Dlatego naukowcy szukają rozwiązań, a „neutralność dwutlenku węgla” stała się siłą napędową rozwoju biologicznego włókna węglowego. Włókno węglowe na bazie ropy naftowej nie może zastąpić biologicznego włókna węglowego, aw przyszłości oba typy będą się rozwijać równolegle. Kluczem jest to, który kierunek zobaczy większe przełamy i osiągnięcia.
