Углеродное волокно
В современном промышленном производстве, аэрокосмической отрасли, высокотехнологичной химической промышленности и производстве специального защитного оборудования требования к характеристикам материалов становятся все более жесткими. Традиционные текстильные материалы часто плохо работают в экстремальных условиях, не справляясь с требованиями сложных условий эксплуатации, таких как постоянные высокие температуры, сильная коррозия и высокие механические напряжения. На этом фоне появилось высокотемпературное углеродное волокно с рисунком ?елочка?, устойчивое к сильным кислотам и щелочам, высокопрочная огнестойкая углеродная ткань, ставшая представителем нового поколения высокоэффективных функциональных композитных материалов.
Структурная основа высокотемпературной ткани из углеродного волокна с плетением ?елочка? заключается в уникальном методе плетения ?елочка?.
Углеродное волокно, являющееся основным материалом этой ткани, обладает чрезвычайно высокой температурой плавления (обычно превышающей 3000℃) и превосходной теплопроводностью, что позволяет ему сохранять структурную стабильность даже после длительного воздействия температур 800℃ и даже выше. Его коэффициент теплового расширения чрезвычайно низок, что делает его менее склонным к растрескиванию или расслоению при термическом ударе. В практических применениях высокотемпературные углеродные волокна с узором ?елочка? могут непрерывно использоваться при температурах ниже 1000℃ без существенного ухудшения качества, а некоторые варианты с поверхностным покрытием даже выдерживают мгновенные высокотемпературные удары, превышающие 1500℃.
В таких отраслях, как химическая промышленность, гальваническое производство, металлургия и производство аккумуляторов, оборудование и защитные материалы находятся в длительном контакте с растворами сильных кислот (таких как серная кислота, соляная кислота и азотная кислота) или сильных щелочей (таких как гидроксид натрия и гидроксид калия), что делает их очень восприимчивыми к коррозионному разрушению.
Обычные органические волокна или металлические материалы быстро разрушаются в этих средах, в то время как высокотемпературные углеродные волокна с узором ?елочка? обладают превосходной химической инертностью. Само углеродное волокно состоит из высокоупорядоченных атомов углерода, и его поверхность практически не реагирует с большинством кислот и щелочей. Даже в условиях чрезмерно высоких концентраций или повышенных температур оно сохраняет структурную целостность и механические свойства. После обработки поверхности антиоксидантами, после погружения в 40%-ный раствор серной кислоты или 30%-ный раствор гидроксида натрия на несколько недель, скорость потери прочности на разрыв составляет менее 5%, что значительно превосходит традиционные коррозионностойкие материалы.
Высокая прочность и огнестойкость: двойная гарантия безопасности. чем у стали, в то время как его удельная плотность составляет лишь четверть от плотности стали. В сочетании с оптимизированной конструкцией елочной структуры, общая прочность на растяжение, прочность на сжатие и жесткость на изгиб ткани достигают лучших в отрасли показателей, что делает ее подходящей для применений, требующих высокой прочности. Одновременно с этим, ее огнезащитные свойства также превосходны — при стандартном тестировании кислородного индекса значение кислородного индекса ткани превышает 60%, что классифицирует ее как ?негорючую?. Даже при прямом воздействии пламени она не распространяет открытое пламя, а количество дыма, выделяемого при горении, чрезвычайно мало, что соответствует стандартам пожарной безопасности. Она особенно подходит для применений с высокой степенью безопасности, таких как противопожарные одеяла для туннелей, взрывозащищенные подкладки одежды и электроизоляционные оболочки.
Для дальнейшего повышения адаптивности тканей в сложных условиях исследователи разработали различные технологии модификации поверхности и функциональные покрытия.
В настоящее время высокотемпературное углеродное волокно с рисунком ?елочка?, обладающее высокой кислото- и щелочестойкостью и высокой огнестойкостью, широко используется во многих высокотехнологичных областях.