Важная информация: Углеродная фибра в основном производится из отходов производства углеволокна. Использование первичного углеволокна для производства фибры экономически нецелесообразно.
Что такое углеродная фибра?
Углеродная фибра — это короткие отрезки углеродного волокна, которые используются для дисперсного армирования различных материалов. В отличие от непрерывного углеродного волокна, применяемого в высокотехнологичных отраслях, фибра предназначена для объемного укрепления бетонов, строительных растворов, полимерных композитов и других материалов.
Углеродная фибра — это продукт переработки отходов производства, позволяющий эффективно утилизировать бракованные партии и обрезки углеволокна, превращая их в ценный армирующий материал.
Типы углеродной фибры по способу производства
Рубленое углеродное волокно
Производство: Изготавливается из непрерывного углеродного волокна или отходов путем точной резки на отрезки фиксированной длины.
Особенности: Имеет строго определенную длину волокон, высокую прочность и однородность.
Химический состав:
- Содержание углерода: ≥ 95%
- Содержание азота: ≤ 3%
- Следы щелочных металлов
Основные характеристики:
- Прочность при растяжении: ≥ 3,0 ГПа
- Модуль упругости: 250±50 ГПа
- Диаметр филамента: 6,6-7,2 мкм
- Содержание аппрета: 0,6-2,0%
Измельченное углеродное волокно
Производство: Получается путем непрерывного измельчения углеволокнистого материала, состоящего из спутанных отрезков УВ различной длины.
Особенности: Волокна различной длины (от микрон до сантиметров), более низкая стоимость.
Химический состав:
- Содержание углерода: ≥ 95%
- Содержание азота: ≤ 3%
- Следы щелочных металлов
Основные характеристики:
- Объемная плотность: 1,65-1,80 г/см³ (LD)
- Диаметр филамента: 6,6-7,2 мкм
- Содержание аппрета: ≤ 0,5%
- Влажность: ≤ 0,5%
Молотое углеродное волокно
Производство: Производится путем помола в шаровой мельнице углеволокнистого материала, предварительно подвергнутого измельчению.
Особенности: Самые короткие волокна, используется в качестве наполнителя в композитах.
Химический состав:
- Содержание углерода: ≥ 95%
- Содержание азота: ≤ 3%
- Следы щелочных металлов
Основные характеристики:
- Объемная плотность: 1,65-1,80 г/см³ (LD)
- Диаметр филамента: 6,6-7,2 мкм
- Время помола: ≥ 4 часов
- Зольность: ≤ 5,0%
Сравнительная таблица типов углеродной фибры
| Параметр | Рубленая фибра | Измельченная фибра | Молотая фибра |
|---|---|---|---|
| Сырье | Непрерывное углеродное волокно/отходы | Углеволокнистый материал (отходы) | Углеволокнистый материал (отходы) |
| Длина волокон | 2-50 мм. | От микрон до сантиметров | Самые короткие (микронные) |
| Прочность при растяжении | ≥ 3,0 ГПа | Зависит от исходного сырья | Зависит от исходного сырья |
| Модуль упругости | 250±50 ГПа | Зависит от исходного сырья | Зависит от исходного сырья |
| Объемная плотность | 1,78±0,4 г/см³ | 1,65-1,80 г/см³ (LD) | 1,65-1,80 г/см³ (LD) |
| Содержание аппрета | 0,6-2,0% | ≤ 0,5% | ≤ 0,5% |
| Основное применение | Высокопрочные композиты | Строительные материалы, бетоны | Наполнитель для композитов |
| Стоимость | Высокая | Средняя | Низкая |
Ключевые свойства углеродной фибры
Высокая прочность
Прочность на растяжение до 3,0 ГПа и выше, что в 5-7 раз выше, чем у стали
Малый вес
Плотность 1,65-2,00 г/см³, что в 4-5 раз легче стали
Коррозионная стойкость
Не подвержена коррозии в отличие от стальной фибры
Химическая стойкость
Устойчива к воздействию щелочей, кислот и других агрессивных сред
Электропроводность
Обладает высокой электропроводностью, что позволяет использовать в антистатических покрытиях
Термостойкость
Сохраняет свойства при высоких температурах
Аппрет - это специальное покрытие, наносимое на углеродные волокна для улучшения адгезии к полимерным матрицам. Типы аппрета: PVA (поливиниловый спирт), EP (эпоксидный) и другие.
