Wysokotemperaturowa, trudnopalna, karbonizowana tkanina do zastosowań przemysłowych i lotniczych
Tkanina karbonizowana wykonana z włókno PAN wstępnie utlenione reprezentuje nową klasę materiały trudnopalne o wysokiej wydajności . Znane ze swojej wyjątkowej odporności na ogień, ciepło, chemikalia i elektryczność, tkaniny te są idealne do stosowania w lotnictwo i kosmonautyka, motoryzacja, magazynowanie energii , I ochrona termiczna przemysłowa Aplikacje.
Jak powstaje tkanina karbonizowana?
1. Wstępne utlenianie
Włókna PAN są utleniane w temperaturze 200–300°C w powietrzu, tworząc termicznie stabilny polimer drabinkowy o wysokim indeksie tlenowym (LOI) wynoszącym 40–60%.
2. Karbonizacja i grafityzacja
- Karbonizacja w niskiej temperaturze: 600–1500°C w azocie w celu usunięcia pierwiastków niewęglowych, co daje zawartość węgla >90%.
- Grafityzacja wysokotemperaturowa: Poddaje się je obróbce w temperaturze 2500–3000°C w atmosferze argonu lub helu, aby uzyskać >99% węgla i utworzyć struktury krystaliczne przypominające grafit.
3. Postprodukcja
Do przetwarzania włókien na podkładki termoizolacyjne, tkaniny ognioodporne i wzmocnienia kompozytowe stosuje się takie techniki jak igłowanie i tkanie.
Czym jest tkanina z włókien karbonizowanych poddanych utlenieniu?
Wstępnie utlenione włókno powstaje w wyniku obróbki włókien prekursorowych poliakrylonitrylu (PAN) w środowisku bogatym w tlen. Następnie są one karbonizowane lub grafityzowane w wysokich temperaturach, aby uzyskać tkaniny o zawartości węgla przekraczającej 90%–99%, tworząc nieuporządkowany grafit lub struktury krystaliczne.
Główne cechy tkaniny karbonizowanej
- Środek zmniejszający palność: LOI do 50%; niepalny, nie kapie i nie topi się.
- Odporność na wysokie temperatury: Pracuje w trybie ciągłym w temperaturze 220°C, wytrzymuje krótkotrwałe narażenie na temperaturę ponad 400°C.
- Wysoka wytrzymałość i lekkość: Wytrzymałość na rozciąganie do 3,8 GPa, gęstość ~1,3–1,4 g/cm³.
- Stabilność chemiczna: Odporne na kwasy, zasady i hydrolizę.
- Izolacja elektryczna: Wytrzymałość dielektryczna przekracza 100 000 V/mm².
- Przyjazne dla środowiska: Bezhalogenowy, nietoksyczny, nie wydziela szkodliwego dymu.
Parametry techniczne tkaniny karbonizowanej
| Kategoria parametrów | Dane techniczne |
| Gęstość powierzchniowa (GSM) | 200 g/m² |
| Grubość (mm) | 1,4-1,8 |
| Gęstość (g/cm³) | 1,35-1,45 |
| Zawartość węgla | ≥92% (karbonizacja w niskiej temperaturze) / ≥99% (grafityzacja w wysokiej temperaturze) |
| Wskaźnik ograniczający tlen (LOI) | ≥45% |
| Długotrwała odporność na temperaturę | 220°C (ciągła) / 400°C (krótkotrwała) |
| Temperatura rozkładu termicznego | ≥640°C |
| Przewodność cieplna (W/(m·K)) | ≤0,038 |
| Wytrzymałość na rozciąganie (osnowa) |
≥3,2 GPa |
| Wytrzymałość na rozciąganie (wątek) |
≥2,8 GPa |
| Wydłużenie przy zerwaniu |
≤2,5% |
| Wytrzymałość na rozdarcie (N) |
≥50 (metoda trapezowa) |
| Rezystywność objętościowa (Ω·cm) |
1,0×10⁻³ - 1,0×10⁻² (regulowane w zależności od procesu karbonizacji) |
| Napięcie przebicia (kV/mm) |
≥10 |
Zastosowania przemysłowe tkanin karbonizowanych
- Ochrona przeciwpożarowa: Sprzęt strażacki, koce gaśnicze, osłony twarzy i pokrowce odporne na ciepło.
- Wojsko i organy ścigania: Kamizelki ognioodporne, kombinezony przeciwwybuchowe i osłony termiczne.
- Magazynowanie energii: Materiały elektrodowe akumulatorów, izolacja termiczna w modułach akumulatorowych.
- Bezpieczeństwo przemysłowe: Kombinezony spawalnicze, zabezpieczenia pieców, kurtyny termiczne i osłony termiczne.
- Lotnictwo i motoryzacja: Klocki hamulcowe do samolotów, izolacja silnika, lekkie części węglowe.
- Środowisko i chemia: Nośniki katalizatorów, filtry odsiarczające/denitryfikujące, wykładziny odporne na korozję.
Dlaczego warto wybrać tkaninę karbonizowaną?
Niezależnie od tego, czy produkujesz zaawansowane kompozyty, czy opracowujesz rozwiązania zmniejszające palność, karbonizowana tkanina z wstępnie utlenionego włókna PAN oferuje niezrównaną ochronę termiczną, wytrzymałość mechaniczną i bezpieczeństwo środowiskowe. To inteligentny, gotowy na przyszłość wybór do wymagających zastosowań przemysłowych.
