Bagaimana Serat Karbon Dibuat?

Kemungkinannya tidak terbatas untuk apa yang bisa dibuat dari serat karbon. Ringan, kuat, dan mudah dimanipulasi menjadi bentuk apa pun. Fleksibilitas serat karbon dapat dikaitkan dengan cara pembuatannya dan dari bahan apa itu dibuat. Mari kita uraikan bagaimana tepatnya, serat karbon diproduksi sebelum digunakan untuk membuat proyek Anda berikutnya.

Bahan

Komponen dasar serat karbon adalah (Anda dapat menebaknya) karbon, dikombinasikan dengan polimer organik. Serat karbon relatif baru dalam industri manufaktur, dengan hanya segelintir perusahaan yang berspesialisasi dalam pembuatan bahan tersebut. Setiap produsen sedikit berbeda dalam formula mereka dan menjaga kombinasi khusus mereka sebagai rahasia dagang.

Namun, dipahami dalam industri bahwa serat karbon umumnya dibuat menggunakan poliakrilonitril (PAN), rayon atau minyak bumi. Bahan-bahan ini semua adalah polimer organik, yang berarti mereka adalah rangkaian panjang molekul yang diikat oleh atom karbon. Bahan khusus yang digunakan untuk membuat serat karbon memengaruhi kualitas, kadar, dan dapat menciptakan efek tertentu.

Proses

Sekitar 90 persen dari semua serat karbon diproduksi melalui pemrosesan PAN. Kami akan fokus pada materi ini karena ini yang paling umum. Untuk proses pembuatan serat karbon, PAN disebut sebagai “prekursor” – bahan baku yang digunakan untuk membuat serat karbon.

• Menstabilkan :Untuk memulai, serat harus dimanipulasi secara kimiawi untuk menciptakan ikatan tangga yang lebih stabil secara termal antar molekul. Serat dipanaskan hingga antara 390 ° - 590 ° F selama setengah jam hingga satu setengah jam. Serat mengambil molekul oksigen dari udara dan mengatur ulang pola ikatan atomnya.
• Karbonisasi :Setelah bahan distabilkan, prekursor ditarik menjadi untaian panjang dan dipanaskan hingga 1.830 ° - 5.500 ° F, kali ini kekurangan oksigen sepenuhnya. Tanpa oksigen, panas yang ekstrem tidak akan membakar serat, melainkan menyebabkan atomnya bergetar hebat dan mengeluarkan hampir semua atom non-karbon. Karbonisasi meninggalkan rantai panjang yang terikat erat dari hampir semua karbon.
• Mengobati :Proses karbonisasi meninggalkan serat dengan permukaan yang tidak terikat dengan baik pada epoksi dan bahan lain yang digunakan untuk membuat komposit serat karbon. Untuk mengatasinya, permukaannya sedikit teroksidasi. Ini mencapai dua hal. Pertama, sifat ikatan kimia yang lebih baik dan kedua, permukaan tergores/kasar yang lebih baik untuk ikatan mekanis. Meskipun proses oksidasi dapat diselesaikan dengan berbagai cara, proses ini harus dilakukan dengan hati-hati untuk menghindari cacat permukaan kecil yang dapat menyebabkan kegagalan serat.
• Ukuran :Langkah terakhir dalam pembuatan serat karbon adalah melapisi serat agar tidak rusak selama penggulungan atau penenunan – ini disebut sizing. Bahan pelapis bervariasi dan dipilih agar kompatibel dengan perekat yang digunakan untuk membentuk bahan komposit. Beberapa contoh bahan pelapis adalah epoxy, polyester, nylon, urethane dan lainnya. Dari sini, serat kemudian dipelintir atau ditenun menjadi tali dengan berbagai ukuran.

Sekarang setelah Anda mengetahui lebih banyak tentang bagaimana serat karbon dibuat – mari kita mulai. Hubungi kami untuk mempelajari tentang bagaimana serat karbon dapat meningkatkan proyek Anda berikutnya dan juga berpotensi menghemat uang Anda!