Jenis Serat Karbon dan Proses Pembuatannya

Serat karbon  (CF) adalah serat dengan diameter sekitar 5-10 mikrometer dan sebagian besar terdiri dari atom karbon.

Ada beberapa keunggulan serat karbon:

• kekakuan tinggi ,
• kekuatan tarik tinggi ,
• berat badan rendah dan
• ketahanan bahan kimia yang tinggi .

Setelah membaca posting ini, Anda akan mengetahui klasifikasi utama serat karbon, bahan mentah what apa diperlukan dan pelajari tentang proses pembuatan detailnya.

Dengan demikian, Anda dapat dengan cepat membedakan kualitas produk serat karbon dan mendapatkan seluruh proses manufaktur dengan lebih efisien.

1. Klasifikasi umum serat karbon

A. Berdasarkan modulus tarik

Modulus tarik serat adalah kriteria utama untuk mengklasifikasikan serat karbon.

Pada dasarnya, modulus tarik adalah kependekan dari “modulus elastisitas “, yang berarti ukuran seberapa kaku serat berdiameter tertentu, atau ketahanan terhadap peregangan, semakin tinggi angkanya, semakin kaku seratnya.

B. Berdasarkan urutan naik modulus tarik

Klasifikasi lainnya, dalam urutan menaik modulus tarik, termasuk “modulus standar”, “modulus menengah”, “modulus tinggi”, dan “modulus ultratinggi”.

Misalnya, serat karbon modulus ultra tinggi memiliki modulus tarik 500 juta-1,0 miliar kPa. Sebagai perbandingan, baja memiliki modulus tarik sekitar 200 juta kPa. Oleh karena itu, serat karbon terkuat kira-kira lima kali lebih kuat dari baja .

2. Bahan baku apa yang diperlukan untuk proses manufaktur?

Bahan baku yang digunakan untuk membuat serat karbon adalah prekursor .

A. Poliakrilonitril

Sekitar 90% serat karbon terbuat dari poliakrilonitril .

B. Rayon atau minyak bumi

Kemudian, 10% sisanya berasal dari rayon atau ladang minyak . Semua bahan ini adalah polimer organik, yang dicirikan oleh rangkaian panjang molekul yang diikat oleh atom karbon.

C. Gas dan cairan

Selama proses pembuatan, berbagai gas dan cairan sangat diperlukan.

Beberapa bahan ini harus bereaksi dengan serat untuk mencapai efek tertentu. Namun, bahan lain tidak perlu bereaksi atau mencegah reaksi tertentu dengan serat.

Seperti prekursor, komposisi yang tepat dari banyak bahan proses ini adalah rahasia dagang.

3. Proses pembuatan serat karbon

Proses pembuatan serat karbon adalah bagian kimia dan mekanik bagian .

Prekursor ditarik ke dalam untaian panjang atau serat dan kemudian dipanaskan ke suhu yang sangat tinggi untuk menghindari kontak dengan oksigen.

Tanpa oksigen , serat tidak bisa terbakar. Sebaliknya, suhu tinggi menyebabkan atom dalam serat bergetar hebat sampai sebagian besar atom non-karbon dikeluarkan .

Proses ini adalah karbonisasi dan meninggalkan serat yang terdiri dari rantai atom karbon yang panjang dan saling terkait erat dengan hanya beberapa atom non-karbon yang tersisa.

Dalam paragraf pos berikut, kami akan memperkenalkan kepada Anda urutan operasi khas yang digunakan untuk membentuk serat karbon dari poliakrilonitril.

3.1 Memutar

1) Campur bubuk plastik asilonitril dengan plastik lain (metil akrilat atau metil metakrilat).

2) Direaksikan dengan katalis dalam suspensi konvensional atau proses polimerisasi larutan untuk membentuk plastik poliakrilonitril.

3) Plastik kemudian dipintal menjadi serat, yang dicuci dan meregangkan .

3.2 Menstabilkan

1) Sebelum karbonisasi, serat perlu diubah secara kimia untuk mengubah ikatan atom liniernya menjadi ikatan tangga yang lebih stabil secara termal.

2) Mencapai stabilisasi dengan memanaskan serat di udara hingga sekitar 200-300 ° C (390-590 ° F) untuk 30-120 menit.

3.3 Karbonisasi

1) Setelah proses stabilisasi selesai, serat dipanaskan hingga suhu sekitar 1.000-3.000° C (1.830-5.500 ° F) selama beberapa menit dalam tungku yang diisi dengan campuran gas yang tidak mengandung oksigen.

2) Tekanan gas di dalam tungku dijaga lebih tinggi dari tekanan udara luar dan titik-titik di mana serat masuk dan keluar tungku disegel untuk menjaga oksigen agar tidak masuk .

3.4 Merawat permukaan

Setelah karbonisasi, serat memiliki permukaan yang tidak terikat dengan baik dengan epoksi dan bahan lain yang digunakan dalam bahan komposit. Untuk memberikan serat sifat ikatan yang lebih baik , permukaan their mereka sedikit teroksidasi .

3.5 Ukuran

1) Setelah perawatan permukaan, serat dilapisi untuk melindunginya dari kerusakan selama penggulungan atau penenunan. Proses ini disebut pengukuran .

Bahan pelapis dipilih agar kompatibel dengan perekat yang digunakan untuk membentuk bahan komposit. Bahan pelapis biasa termasuk epoksi, poliester, nilon, uretan, dan lainnya.

2) Serat yang dilapisi dililitkan ke silinder yang disebut gelendong . Gelendong dimuat ke dalam mesin pemintal dan serat dipelintir menjadi benang dengan berbagai ukuran.

Demikian informasi dasar tentang proses pembuatan serat karbon dan semoga bermanfaat. Jangan ragu untuk meninggalkan komentar di bawah jika Anda memiliki pertanyaan.

Catatan : Kami tidak memiliki gambar yang digunakan dalam postingan ini. Jangan ragu untuk menghubungi kami jika itu milik Anda, dan kami akan menghapusnya secepat mungkin.