Производство углеродного волокна — это процесс создания углеродного волокна армированные пластики (углепластик). Изделия из углеродного волокна имеют одно из самых высоких соотношений прочности и веса среди всех материалов, а также обладают превосходными тепловыми и проводящими свойствами. Эта высокая прочность и малый вес делают производство углеродного волокна популярным выбором в аэрокосмической, морской и спортивной отраслях. Некоторые смеси материалов из углеродного волокна также могут называться графитом.
Процесс производства углеродного волокна начинается, когда производители перерабатывают сырье в тонкие углеродные нити. Они начинают с основы из каменноугольной смолы или смолы, которая используется для изготовления недорогих продуктов из углеродного волокна. Для высококачественной продукции производители начинают с базового материала полиакрилонитрила, состоящего из пропилена и аммиака. После многократного нагревания этого базового материала его структура резко меняется. В конце концов материал превращается в цепочку молекул углерода, а все остальные молекулы отпадают.
Эти молекулы углерода смешиваются с химическими веществами и подвергаются процессу, известному как мокрое прядение. Во время мокрого прядения жидкая углеродная смесь проходит через головку, известную как фильера, которая имеет множество крошечных отверстий. . Фильера превращает материал в длинные тонкие углеродные нити. Смешивая эти нити с эпоксидной смолой или другими смолами, производители могут производить углепластик.
Производство углеродного волокна довольно точное, и даже небольшое изменение во время производства может повлиять на качество продукта. Каждое предприятие по производству углеродного волокна использует свою собственную уникальную смесь базовых материалов, химикатов и температурных диапазонов на протяжении всего производственного процесса. Это приводит к тонким различиям между материалами из углеродного волокна от одного производителя к другому.
Производители превращают углеродное волокно в различные продукты, используя несколько типов производственных процессов. Они могут создавать формы из стекловолокна или металла для отливки отдельных деталей. Пластмассы, армированные углеродным волокном, часто покрывают листами сетки для дополнительной прочности и стабильности в процессе формования. Компании также могут экструдировать расплавленный пластик из углеродного волокна через стальную головку для получения различных форм.
С момента своего изобретения в середине 20-го века производство углеродного волокна использовалось для производства самолетов, лодки и автомобили. С тех пор он также широко используется для производства спортивных товаров, таких как велосипеды, теннисные ракетки и золотые клюшки. К началу 21 века ветроэнергетика стала крупнейшим в мире потребителем углеродного волокна, которое используется для изготовления крупных ветряных турбин.
