Углеродные нити. Что это? Где применяется? Карбоновые нити - Композит
Закрыть

Углеродные нити

Одним из видов углеродного волокна, как материала, являются углеродные нити. Возможны и другие варианты — это ямс, ровинги или жгуты. Структурно нити содержат преимущественно углерод — как минимум на 92 процента массовой доли. Получают нить карбона из вискозы или химволокна, подвергая их в заводских условиях карбонизации, а иногда графитизации.

Углеродные нити

В дальнейшем, после того, как нить из карбона произведена, из нее может сплетаться полотно или углеткани. Из этих тканей, полученных по текстильным технологиям, изготавливают конечные продукты, которые заполонили сейчас строительные рынки. Углеродные сетки, ламели, ленты – все это необходимые в строительстве композитные материалы, которыми эффективно усиливают несущие элементы зданий.

Свойства и другие области применения

Карбоновые нити (сами по себе, а также изделия из них) обладают набором практически полезных физических и химических свойств. Это не только высокая электрическая проводимость и коэффициент тепловой отдачи. Сюда можно отнести высокую способность впитывать влагу, адсорбировать растворы, отличную химическую стойкость.   Поэтому углеродные нити, а также созданные на их основе материалы нашли себе совершенно разноплановое применение. Это:

  • термозащита ракетной техники, самолетов и космических аппаратов, а также изготовление их носовых частей, элементов двигателей;
  • высокотемпературная техника, где они служат экранирующими тепло или теплоизолирующими материалами;
  • изоляция от высоких температур трубопроводов и технологических установок;
  • изготовление электрических нагревателей, обогреваемой одежды и обуви;
  • ионообменники, которые очищают воздух, а также технологические газы и жидкости или выделяют из них ценные компоненты;
  • накопители электроэнергии — аккумуляторы, батарейки;
  • химическая промышленность, где волокна фильтруют химически агрессивные среды, используются при очистке газов;
  • изготовление защитных костюмов – это тоже возможно в силу инертности углеродных материалов к активным реагентам;
  • медицина: высокая адсорбционная активность позволяет изготавливать из волокон тампоны, дренажи, повязки для лечения открытых ран и ожогов, включая химические;
  • фармацевтика: возможность хорошо сорбировать яды позволяет готовить из углеродных волокон лекарственные средства, также их применяют как основа для лекарств и БАДов;
  • электрика и радиотехника: здесь пригодилась способность поглощать радиоволны, из волокон делают термопары, экраны, электроды.

Применяются такие нити еще в устройствах для оттаивания дорожных покрытий и кровли, в кварцевых керамических нагревателях, в качестве обогрева автомобильных сидений и рулевых колес. В быту тоже можно отыскать ряд способов, как применить угольное волокно, в частности нить. Можно изготовить много полезных вещей – от теплого пола и прочих разнообразных электрообогревателей до своеобразных антистатиков, по которым «стекает» весь накопившийся электрический заряд.

Особенности получения углеродных нитей

В качестве сырьевой базы для производства углеродных нитей на заводах Москвы, Московской области, других регионов России, берутся органические волокна, имеющие химическое или природное происхождение. Чаще всего это полиакрилонитрил и вискоза. После проведения процедур по термической обработке в составе волокна остаются практически только атомы углерода.

Сначала волокна окисляются в воздушной естественной среде в течение суток при температуре 150 по Цельсию. Такая процедура позволяет получить особенные лестничные молекулярные полимерные структуры. Далее следует процесс карбонизации. Для этого потребуется аргон или более привычный азот. В атмосфере этих газов ведется более существенный нагрев, вплоть до полутора тысяч градусов. Внутри волокна формируются подобные графиту структуры.

Графитизация – это финальная, закрепляющая результат стадия получения карбоновой нити. Проводится исключительно в инертной среде при температуре от 1600 до 3000 градусов Цельсия. Структура волокон после такой процедуры состоит из атомов углерода на 99 процентов.    

Для придания нитям широкого спектра заранее заданных свойств применяется фенольное смоляное волокно, лигнин, а также различные пеки, каменноугольные и нефтяные. Главным и важнейшим свойством нитей является феноменальный модуль упругости, выраженный в одном направлении. За это «ответственна» сама кристаллическая углеродная структура материала.

Оставьте заявку и мы свяжемся с Вами в ближайшее время
Отправить проект на расчет
стоимости бесплатно