Материалы из углеродного волокна набирают популярность благодаря широкому ассортименту применения в аэрокосмической, автомобильной, железнодорожной транспортировке, высококачественных медицинских устройствах и спортивном оборудовании. Его высокопрочные свойства принесли новую надежду на развитие во многих отраслях. Углеродное волокно может быть классифицировано на нефтяные и биологические типы. В настоящее время нефтяное углеродное волокно обладает превосходной производительности и более высоким объемом производства, чем углеродное волокно на основе био, но последнее все еще имеет значительный потенциал.
Углеродное волокно на основе нефти доминирует на рынке
Продукты из углеродного волокна на основе нефти в настоящее время являются лидерами рынка. К ним относятся полиакрилонитрил (PAN) - основанные на высоте, на основе высоты и углеродные волокна на основе вискозы. Углеродные волокна на основе PAN составляют более 90%от общей продукции углеродного волокна, волокна на основе высоты тона составляют приблизительно 7%, а волокна на основе вискозы составляют приблизительно 1%. Эта разница в основном обусловлена различиями в производительности и сложности обработки. Углеродное волокно на основе PAN является доминирующим продуктом на рынке и краеугольным камнем рынка рынка углеродного волокна на основе нефти.
Углеродное волокно представляет собой удивительную тонкую нити, изготовленную из почти чистых кристаллов углерода диаметром 5 - 10 микрометров. Он имеет в пять раз больше механической прочности и вдвое превышает твердость стали. Углеродное волокно было первоначально изготовлено из растительных материалов, таких как целлюлоза и риаон, но впоследствии было заменено продуктами на основе нефти из-за их более низкой стоимости и лучшей производительности.
Чтобы сделать углеродное волокно, нефть сначала обрабатывается в высокотоксичную кастрюлю. Он втягивается в мелкие нити, а затем нагревают в не без кислорода печи. Тем не менее, этот производственный процесс потребляет значительную энергию и генерирует многочисленные выбросы и токсины. В отличие от прошлого, когда стоимость была основной проблемой, устойчивость теперь более критическая, а нефть больше не так дешево.
Зачем развивать биосмысленное углеродное волокно?
По сравнению с волокнами на основе PAN, углеродное волокно на основе биоипленда обладает производительности на среднем и низком уровне. Так зачем его развивать? Это требует понимания недостатков углеродного волокна на основе нефти.
Производство углеродного волокна на основе нефти является энергоемким, производит вредные вещества и наносит ущерб окружающей среде. Кроме того, продукты из углеродного волокна трудно перерабатывать, что приводит к высоким затратам на производство и трудностям после обработки. Чтобы снизить производственные затраты и зависимость от ископаемого сырья, исследования предшественников углеродного волокна на основе биографии привлекают внимание. Например, лигнин, глицерин и лигноцеллюлозные сахары исследуются как альтернативное сырье.
Защита окружающей среды является насущной глобальной проблемой и консенсусом среди всех стран. Хотя материалы из углеродного волокна имеют очевидные преимущества, они не являются экологически чистыми. Таким образом, ученые ищут решения, а «углеродной нейтралитет» стал движущей силой развития углеродного волокна на основе био. Углеродное волокно на основе нефти не может заменить углеродное волокно на основе био, и в будущем оба типа будут развиваться параллельно. Ключ заключается в том, в каком направлении увидит большие прорывы и достижения.
