พูดคุยเกี่ยวกับกระบวนการผลิตผ้าคาร์บอนไฟเบอร์ในเซินเจิ้น

คาร์บอนไฟเบอร์ถูกยิงที่อุณหภูมิสูงในฐานะวัสดุเสริมแรงในทศวรรษปี 1950 และใช้ในการผลิตอุปกรณ์เสริมสำหรับขีปนาวุธเส้นใยเริ่มแรกผลิตขึ้นโดยการให้ความร้อนจนกระทั่งเกิดเป็นเรยอนกระบวนการนี้ไม่มีประสิทธิภาพ และเส้นใยที่ได้จะมีคาร์บอนที่มีคุณสมบัติความแข็งแรงและความแข็งต่ำเพียงประมาณ 20 เปอร์เซ็นต์เท่านั้นในช่วงต้นทศวรรษ 1960 การพัฒนาและการใช้โพลีอะคริโลไนไตรล์เป็นวัตถุดิบที่ทำให้คาร์บอนไฟเบอร์ประกอบด้วยคาร์บอน 55% และมีประสิทธิภาพที่ดีขึ้นวิธีการพื้นฐานสำหรับกระบวนการแปลงโพลีอะคริโลไนไตรล์กลายเป็นวิธีการพื้นฐานสำหรับการผลิตคาร์บอนไฟเบอร์ขั้นต้นอย่างรวดเร็ว

ในทศวรรษ 1970 บางคนทดลองกลั่นและแปรรูปคาร์บอนไฟเบอร์จากปิโตรเลียมเส้นใยเหล่านี้มีคาร์บอนประมาณ 85% และมีความแข็งแรงดัดงอได้ดีเยี่ยมน่าเสียดายที่มีกำลังอัดจำกัดและไม่ได้รับการยอมรับอย่างกว้างขวาง

คาร์บอนไฟเบอร์เป็นส่วนสำคัญของผลิตภัณฑ์หลายชนิด และการประยุกต์ใช้คาร์บอนไฟเบอร์ก็มีการพัฒนาอย่างรวดเร็วทุกปี

เส้นใยกราไฟท์หมายถึงเส้นใยโมดูลัสสูงพิเศษชนิดหนึ่งที่ผลิตโดยใช้ปิโตรเลียมเป็นวัตถุดิบเส้นใยเหล่านี้มีลักษณะของการจัดเรียงคริสตัลสามมิติของโครงสร้างภายใน และเป็นคาร์บอนบริสุทธิ์ที่เรียกว่ากราไฟท์

วัตถุดิบ

วัตถุดิบที่ใช้ในการผลิตคาร์บอนไฟเบอร์เรียกว่าสารตั้งต้น และประมาณ 90% ของวัตถุดิบในการผลิตคาร์บอนไฟเบอร์คือโพลีอะคริโลไนไตรล์ส่วนที่เหลืออีก 10% ทำจากเรยอนและปิโตรเลียมพิตช์

วัสดุทั้งหมดเหล่านี้เป็นโพลีเมอร์อินทรีย์ซึ่งมีคุณลักษณะเฉพาะคือโมเลกุลที่เกาะติดกันด้วยอะตอมคาร์บอนสายยาว

ในกระบวนการผลิต มีการใช้ก๊าซและของเหลวหลายชนิด วัสดุเหล่านี้บางส่วนได้รับการออกแบบมาให้ทำปฏิกิริยากับเส้นใยเพื่อให้ได้ผลเฉพาะ วัสดุอื่นๆ ได้รับการออกแบบ หรือไม่ทำปฏิกิริยาเพื่อป้องกันปฏิกิริยาบางอย่างกับเส้นใยองค์ประกอบที่แน่นอนของวัสดุจำนวนมากในกระบวนการเหล่านี้ก็ถือว่าเป็นความลับทางการค้าเช่นกัน

กระบวนการผลิต

ในส่วนของเคมีและเครื่องกลของคาร์บอนไฟเบอร์กระบวนการผลิต เส้นใยหรือสารตั้งต้นจะถูกดึงเข้าไปในเตาเผาแล้วให้ความร้อนที่อุณหภูมิสูงมากโดยไม่มีออกซิเจนหากไม่มีออกซิเจน เส้นใยก็ไม่สามารถเผาไหม้ได้แต่อุณหภูมิสูงจะทำให้อะตอมของเส้นใยสั่นสะเทือนอย่างรุนแรงจนกระทั่งอะตอมที่ไม่ใช่คาร์บอนถูกกำจัดออกไปในที่สุดกระบวนการนี้เรียกว่าคาร์บอไนเซชัน ประกอบด้วยเส้นใยมัดยาวที่เชื่อมต่อกันอย่างแน่นหนา เหลืออะตอมที่ไม่ใช่คาร์บอนเพียงไม่กี่อะตอมเท่านั้นนี่เป็นลำดับขั้นตอนทั่วไปสำหรับการผลิตเส้นใยคาร์บอนโดยใช้โพลีอะคริโลไนไตรล์

1. ผ้าคาร์บอนไฟเบอร์เป็นวัสดุนำไฟฟ้าและควรเก็บให้ห่างจากอุปกรณ์ไฟฟ้าและแหล่งพลังงานและควรใช้มาตรการป้องกันที่เชื่อถือได้ระหว่างการจัดวางและการก่อสร้าง

2. ควรหลีกเลี่ยงการโค้งงอของผ้าคาร์บอนระหว่างการจัดเก็บ การขนส่ง และการก่อสร้าง

3. ควรปิดผนึกเรซินที่รองรับของผ้าคาร์บอนไฟเบอร์และเก็บให้ห่างจากแหล่งกำเนิดไฟ แสงแดดโดยตรง และสถานที่ที่มีแหล่งอุณหภูมิสูง

4. สถานที่เตรียมและใช้เรซินควรมีการระบายอากาศที่ดี

5. ผู้ปฏิบัติงานที่ทำงานในสถานที่ควรใช้มาตรการป้องกันที่มีประสิทธิผลที่สอดคล้องกัน