Clasificación de la fibra de carbono

La fibra de carbono se puede dividir en fibra de carbono a base de poliacrilonitrilo, fibra de carbono a base de brea, fibra de carbono a base de viscosa, fibra de carbono a base de fenólico y fibra de carbono cultivada con vapor según la fuente de las materias primas. Según el rendimiento, se puede dividir en fibra de carbono ordinaria, fibra de carbono de alta resistencia, fibra de carbono de resistencia media, fibra de carbono de módulo alto y fibra de carbono de módulo ultraalto. Según el estado, se divide en filamento, fibra corta y fibra discontinua; según las propiedades mecánicas, se puede dividir en tipo general y tipo de alto rendimiento. Generalmente, la resistencia de la fibra de carbono es de 1000 MPa y el módulo es de aproximadamente 100 G Pa. La fibra de carbono de alto rendimiento se puede dividir en tipo de alta resistencia (resistencia 2000 MPa, módulo 250 G Pa) y tipo de alto módulo (módulo 300 G Pa o superior). Los que tienen una resistencia superior a 4000 MPa también se denominan modelos de resistencia ultraalta; los que tienen un módulo superior a 450 G Pa se denominan modelos de resistencia ultraalta. Con el desarrollo de la industria aeroespacial han surgido fibras de carbono de alta resistencia y gran elongación, con un alargamiento superior al 2%. La más utilizada es la fibra de carbono a base de poliacrilonitrilo. Más del 90% de las fibras de carbono del mercado son principalmente fibras de carbono a base de poliacrilonitrilo. Debido a que el misterio de la fibra de carbono no se ha desvelado por completo, la gente no puede utilizar directamente carbono o grafito para fabricar fibra de carbono. Solo pueden utilizar algunas fibras orgánicas que contienen carbono (como nailon, acrílico, rayón) como materia prima y combinar fibras orgánicas con resina plástica para fabricar fibras de carbono.

Fibra de carbono a base de poliacrilonitrilo El proceso de producción de fibra de carbono a base de poliacrilonitrilo incluye principalmente dos procesos: producción de fibra cruda y carbonización de fibra cruda: primero, la fibra de poliacrilonitrilo o seda cruda se somete a polimerización de acrilonitrilo, hilado, etc. En una serie de procesos, estos filamentos en bruto se colocan en un horno de oxidación y se oxidan a 200-300°C, y luego se convierten en fibras de carbono en un carbonizador a 1000-2000°C.

Fibra de carbono a base de brea Los Estados Unidos inventaron la brea que contenía una mesofase metálica y la utilizaron para tejer fibra de carbono a base de brea. Una vez estabilizado y carbonizado el precursor, la resistencia a la tracción de la fibra de carbono es de 3,5 G Pa y el módulo es de 252 G Pa. Francia ha desarrollado fibra de carbono a base de brea mesofásica resistente al calor y altamente conductora; Polonia ha desarrollado un nuevo método de fibra de carbono recubierta de metal. Por ejemplo, se utiliza un método híbrido para crear fibras de carbono a base de brea recubiertas de cobre. Primero, la sal de cobre y la brea de carbón isotrópica se mezclan uniformemente, luego se centrifugan, se estabilizan en aire y se tratan con hidrógeno a alta temperatura para obtener una aleación de fibra de cobre y carbono. La capacidad de producción de fibra de carbono a base de brea en el mundo es pequeña. La investigación y el desarrollo de fibra de carbono a base de brea en mi país fueron anteriores, pero existe una gran brecha en comparación con los países extranjeros en términos de desarrollo, producción y aplicación.

La fibra de carbono se divide en grado aeronáutico y grado industrial según las diferentes especificaciones del producto, también conocidos como remolque pequeño y remolque grande. Generalmente, las fibras de carbono por encima de 48K se denominan fibras de carbono de remolque grande, incluidas las de 360K y 480K. La fibra de carbono de grado aeronáutico era principalmente de 3K al principio y gradualmente se desarrolló hasta 12K y 24K. Se utiliza principalmente en defensa nacional y alta tecnología, así como en productos deportivos y de ocio, como aviones, misiles, cohetes y satélites. cañas de pescar, palos, raquetas, etc. La fibra de carbono de grado industrial se utiliza en diferentes industrias civiles, incluidas la textil, la medicina y la salud, la electromecánica, la construcción civil, el transporte y la energía.