Kohlefaserwurde in den 1950er Jahren als verstärktes Material bei hoher Temperatur gebrannt und zur Herstellung von Raketenzubehör verwendet.Die Ausgangsfasern werden durch Erhitzen hergestellt, bis sie Viskose bilden.Der Prozess ist ineffizient und die resultierenden Fasern enthalten Kohlenstoff mit nur etwa 20 Prozent geringen Festigkeits- und Steifigkeitseigenschaften.In den frühen 1960er Jahren begann man mit der Entwicklung und Nutzung von Polyacrylnitril als Rohmaterial. Kohlefasern enthalten 55 % Kohlenstoff und weisen eine bessere Leistung auf.Die grundlegende Methode für den Umwandlungsprozess von Polyacrylnitril wurde schnell zur grundlegenden Methode für die anfängliche Kohlenstofffaserproduktion.
In den 1970er Jahren experimentierten einige mit der Raffinierung und Verarbeitung von Kohlenstofffasern aus Erdöl.Diese Fasern enthalten etwa 85 % Kohlenstoff und weisen eine hervorragende Biegefestigkeit auf.Leider haben sie eine begrenzte Druckfestigkeit und werden nicht allgemein akzeptiert.
Kohlefaser ist ein wichtiger Bestandteil vieler Produkte und die Anwendung von Kohlefaser entwickelt sich von Jahr zu Jahr rasant weiter.
Unter Graphitfasern versteht man eine Art Ultrahochmodulfaser, die aus Erdölpech als Rohmaterial hergestellt wird.Diese Fasern haben die Eigenschaften einer dreidimensionalen Kristallanordnung der inneren Struktur und sind eine reine Form von Kohlenstoff, genannt Graphit.
Rohmaterial
Der zur Herstellung verwendete RohstoffKohlefaserwird als Vorläufer bezeichnet und etwa 90 % des Rohstoffs für die Kohlefaserproduktion ist Polyacrylnitril.Die restlichen 10 % bestehen aus Viskose und Erdölpech.
Bei all diesen Materialien handelt es sich um organische Polymere, deren Moleküle durch lange Ketten von Kohlenstoffatomen miteinander verbunden sind.
Im Produktionsprozess werden verschiedene Gase und Flüssigkeiten verwendet. Einige dieser Materialien sind so konzipiert, dass sie mit Fasern reagieren, um bestimmte Effekte zu erzielen, andere Materialien sind so konzipiert, dass sie bestimmte Reaktionen mit Fasern verhindern oder nicht reagieren.Auch die genaue Zusammensetzung vieler Materialien in diesen Prozessen gilt als Geschäftsgeheimnis.
Herstellungsprozess
Im chemischen und mechanischen Teil desKohlefaserBeim Herstellungsprozess werden die Vorläuferstränge oder -fasern in einen Ofen gezogen und dann unter Ausschluss von Sauerstoff auf eine sehr hohe Temperatur erhitzt.Ohne Sauerstoff können die Fasern nicht brennen.Stattdessen versetzt die hohe Temperatur die Faseratome in heftige Schwingungen, bis schließlich Nicht-Kohlenstoffatome entfernt werden.Dieser als Karbonisierung bezeichnete Prozess besteht aus langen Faserbündeln, die eng miteinander verbunden sind, sodass nur wenige Nicht-Kohlenstoffatome übrig bleiben.Dies ist ein typischer Arbeitsablauf bei der Herstellung von Kohlenstofffasern aus Polyacrylnitril.
1. Kohlefasergewebe ist ein leitfähiges Material und sollte von elektrischen Geräten und Stromquellen ferngehalten werden. Bei der Platzierung und beim Bau sollten zuverlässige Schutzmaßnahmen ergriffen werden.
2. Das Biegen von Kohlenstoffgewebe sollte während der Lagerung, des Transports und der Konstruktion vermieden werden.
3. Das Trägerharz des Kohlefasergewebes sollte versiegelt und fern von Feuerquellen, direkter Sonneneinstrahlung und Orten mit hohen Temperaturquellen gelagert werden.
4. Der Ort, an dem das Harz zubereitet und verwendet wird, sollte gut belüftet sein.
5. Arbeiter, die vor Ort arbeiten, sollten entsprechende wirksame Schutzmaßnahmen ergreifen.
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 21. November 2022