Углеродное волокно
Порошок углеродного волокна в виде сетки — это мелкодисперсный и просеянный материал из углеродного волокна. Размер его частиц обычно измеряется в ?сетках?, при этом распространенные спецификации включают 100 меш, 200 меш, 300 меш и даже больше. Эта порошкообразная форма углеродного волокна обладает чрезвычайно большой удельной поверхностью и превосходными физико-химическими свойствами, что делает ее незаменимой функциональной добавкой в ??области современных композитных материалов. Она изготавливается из высокопрочных, высокомодульных волокон-прекурсоров путем высокотемпературной карбонизации, сохраняя стабильность, электрическую и тепловую проводимость углерода, а также обладая хорошей диспергируемостью и технологичностью.
Одной из наиболее важных характеристик порошка из сетчатого углеродного волокна является его превосходная электрическая и тепловая проводимость.
В области модификации конструкционных пластиков порошок углеродного волокна широко используется в качестве армирующего наполнителя.
При равномерном диспергировании в термопластичных смолах, таких как полипропилен (ПП), полиамид (ПА), поликарбонат (ПК) или полиэфирсульфон (ПЭС), он может значительно улучшить прочность на растяжение, модуль упругости при изгибе и ударопрочность материала.
В средах, чувствительных к статическому электричеству, таких как производство полупроводников, прецизионные приборы, центры обработки данных и медицинское оборудование, требования к антистатическим свойствам крайне важны. Порошок углеродного волокна, создавая стабильную проводящую сеть на непроводящей подложке, контролирует поверхностное сопротивление материала в диапазоне 10?~1012 Ом, что соответствует требованиям к рассеиванию статического электричества, установленным в стандарте IEC 61340-4-1. Этот материал не только быстро отводит заряд при накоплении статического электричества, предотвращая повреждения от поражения электрическим током, но и предотвращает сбои в работе оборудования, вызванные притягиванием пыли статическим электричеством или образованием искр.
Применение мелкодисперсного порошка углеродного волокна проникло во многие высокотехнологичные отрасли. В области новой энергетики, помимо электродов батарей, он также используется в биполярных пластинах топливных элементов и электродных материалах суперконденсаторов; в железнодорожном транспорте — для износостойких и теплопроводящих покрытий тормозных колодок и компонентов коробок передач; в медицинской технике — для антистатического и биосовместимого проектирования рукояток хирургических инструментов и оболочек имплантируемых устройств; в интеллектуальном производстве — служит важным проводящим компонентом в расходных материалах для 3D-печати, обеспечивая быструю разработку функциональных прототипов. В связи с непрерывным ростом мирового спроса на энергосбережение, сокращение выбросов, снижение веса и интеллектуализацию, рыночный спрос на порошок углеродного волокна переживает взрывной рост.
Согласно анализу отрасли, объем мирового рынка проводящего углеродного волокна, как ожидается, превысит 1,2 миллиарда долларов США к 2025 году, при этом на мелкодисперсный порошок углеродного волокна придется более 60%, что сделает его основным выбором.
Высококачественный порошок углеродного волокна должен пройти строгий процесс контроля качества. Во-первых, необходимо выбрать высококачественные волокна-прекурсоры на основе полиакрилонитрила (ПАН) и подвергнуть их многократной высокотемпературной обработке, такой как предварительное окисление, карбонизация и графитизация, чтобы обеспечить содержание углерода выше 95% и содержание примесей ниже 0,5%. Во-вторых, используются передовые технологии, такие как классификация воздушным потоком, ультразвуковая дисперсия и модификация поверхности, чтобы обеспечить узкое распределение частиц по размерам, меньшую агломерацию и хорошую диспергируемость.
Наконец, для проверки микроструктуры используется рентгеновская дифракция (XRD), сканирующая электронная микроскопия (SEM) и лазерный анализатор размера частиц, чтобы гарантировать соответствие продукта требованиям заказчика по ключевым показателям, таким как проводимость, текучесть и термостойкость. Компаниям с полной системой управления качеством ISO 9001 и сертификацией лаборатории будет проще завоевать доверие и сотрудничество высококлассных клиентов.
В последние годы, в связи с глобальным акцентом на устойчивое развитие, технологии переработки и повторного использования порошка углеродного волокна становятся все более зрелыми.
Некоторые передовые компании создали замкнутые системы переработки, извлекая высокочистый порошок углеродного волокна из отходов композитных материалов на основе углеродного волокна путем пиролиза или экстракции растворителем, а затем реинвестируя его в производственную цепочку, что значительно снижает потребление ресурсов и углеродный след. Кроме того, применение бессольвентных средств обработки поверхности и низколетучих добавок еще больше повысило экологическую безопасность порошка углеродного волокна. В будущем экологически чистые производственные процессы и модели циркулярной экономики станут ключевыми элементами отраслевой конкуренции, способствуя всесторонней модернизации порошка углеродного волокна от ?высокоэффективных материалов? до ?экологически чистых материалов?.