Włókno węglowe charakteryzuje się doskonałymi właściwościami fizycznymi i chemicznymi, takimi jak wysoka wytrzymałość, wysoki moduł sprężystości, niska gęstość, lekkość, odporność na korozję chemiczną i odporność na wysoką temperaturę.
Włókno węglowe ma doskonałe właściwości fizyczne i chemiczne, takie jak wysoka wytrzymałość, wysoki moduł, niska gęstość, lekkość, odporność na korozję chemiczną i odporność na wysoką temperaturę. Może być stosowane w przemyśle lotniczym, technologii czujników, łopatkach turbin wiatrowych, transporcie kolejowym, ochronie bezpieczeństwa i innych dziedzinach. Ultrawydajne włókno węglowe ma szeroki zakres zastosowań, a jego zapotrzebowanie rośnie z dnia na dzień, co stało się aktualnym gorącym punktem badań. Pod względem produkcji i badań nad włóknem węglowym Japonia i Stany Zjednoczone zajmują dominującą pozycję. Poniżej przedstawiono głównie przegląd rozwoju przedsiębiorstw produkujących włókno węglowe lub instytucji badawczych w ostatnich latach.
Japonia Toray
W odpowiedzi na nową sytuację, Toray zintegruje instytut badawczy kompozytów z włókna węglowego (CFRP) CFE, firmy zajmującej się produkcją i sprzedażą włókien węglowych we Francji, ze swoim Toray Advanced Composites w Holandii w połowie lipca 2021 r. (TAC) i przyspieszy rozwój termoplastycznych prepregów do samolotów nowej generacji. Z perspektywy celów średnioterminowych radzenie sobie ze zmianami klimatu i zaspokajanie potrzeb przyszłego przemysłu energetycznego będzie ważnym celem Toray Carbon Fiber i jego branży CFRP. Ostatnio Toray koncentruje się na badaniach i rozwoju trzech nowych technologii: wspólnym opracowaniu z Mitsui Offshore Development Co., Ltd. nowej technologii naprawy pływającego sprzętu do magazynowania i transportu ropy naftowej i gazu ziemnego na morzu z CFRP; wykorzystaniu technologii o wysokiej przewodności cieplnej do opracowania CFRP z rozpraszaniem ciepła równoważnym metalowi; Przy użyciu porowatego włókna węglowego przypominającego puste włókna jako podłoża i cienkiej membrany węglowej z funkcją separacji na powierzchni, powstaje membrana separacyjna CO2 z dwuwarstwową strukturą całkowicie węglową. W porównaniu z poprzednią nieorganiczną membraną separacyjną, sprzęt ten można zminiaturyzować po latach industrializacji.
Teijin
Biznes włókien węglowych Teijin poniósł stratę w wysokości 6,7 miliarda jenów z powodu wpływu spadku popytu na samochody i samoloty podczas epidemii nowej korony. Ze względu na gwałtowny spadek sprzedaży zastosowań lotniczych, wzmocnił on swoją sprzedaż w dziedzinach łopat turbin wiatrowych oraz sportu i rekreacji, a teraz zaczął produkować i sprzedawać prepregi z włókna węglowego do zastosowań sportowych i rekreacyjnych w Wietnamie, w tym wędki, kije golfowe, samochody, lód. Do celów pokrewnych, takich jak kije, produkcja produktów lotniczych będzie rozważana w przyszłości. Nowy jednokierunkowy prepreg taśmy CF/PPS „TenaxTM TPUD” produkowany przez europejską filię Teijin Carbon Fiber ma lepszą odporność chemiczną, odporność na ciepło, możliwość recyklingu, niską absorpcję wody, stabilność wymiarową i odporność na wysoką temperaturę. Odporność na pełzanie i może być formowany w krótkim czasie, przechowywany i transportowany w temperaturze pokojowej. Teijin opracował również ultracienkie funkcjonalne włókno węglowe „PotenCia” o średnicy włókna 0,1-0,5 μm, które ma zalety niskiej krystaliczności, doskonałej dyspersji i niskiej rezystancji. Będzie ono odpowiednie jako przewodzący dodatek do litowo-jonowych baterii wtórnych i kondensatorów dwuwarstwowych w przyszłości.
Georgia Institute of Technology, University of Florida, University of Connecticut, Wright-Patterson Air Force Base Air Force Research Laboratory, UES. Dayton i Boeing wspólnie badali przygotowanie i przetwarzanie porowatych i pustych włókien węglowych oraz związek między ich strukturą a wydajnością. Kompozytowy filament sea-island jest wytwarzany metodą przędzenia sea-island, poliakrylonitryl (PAN) jest składnikiem morskim, polimetakrylan (PMMA) jest składnikiem wyspowym, który należy usunąć, a następnie zwęglić w ciągły pusty wielowłóknowy włókno węglowe o przekroju plastra miodu. Jego gęstość wynosi 1,15 g/cm3, co jest o 30% niższe niż gęstość zwykłych włókien węglowych; jego wytrzymałość na rozciąganie wynosi 2,3-3,0 GPa, co jest o około 60% wyższe niż w przypadku gatunku T300; IM7 jest o około 20% wyższe i wyższe niż 1,6 GPa wcześniej zgłoszonych pustych włókien węglowych.
