Karbon fiber malzemeler, havacılık, otomotiv, demiryolu taşımacılığı, üst düzey tıbbi cihazlar ve spor ekipmanlarındaki geniş çeşitli uygulamalar nedeniyle popülerlik kazanıyor. Yüksek mukavemetli özellikleri, birçok endüstride kalkınma için yeni bir umut getirmiştir. Karbon fiber petrol bazlı ve biyo bazlı tiplerde kategorize edilebilir. Şu anda, petrol bazlı karbon fiber, biyo bazlı karbon fiberden daha üstün performansa ve daha yüksek üretim hacmine sahiptir, ancak ikincisi hala önemli bir potansiyele sahiptir.
Petrol bazlı karbon fiber pazara hakim
Petrol bazlı karbon fiber ürünleri şu anda pazar liderleridir. Bunlar arasında poliakrilonitril (PAN) tabanlı, perde bazlı ve viskoz bazlı karbon lifleri bulunur. Pan bazlı karbon fiberler, toplam karbon fiber üretiminin%90'ından fazlasını oluşturur, perde bazlı lifler yaklaşık%7'dir ve viskoz tabanlı lifler yaklaşık%1'dir. Bu fark esas olarak performans ve işleme zorluğundaki farklılıklardan kaynaklanmaktadır. Pan bazlı karbon fiber, piyasadaki baskın ürün ve petrol bazlı karbon fiber pazar pozisyonunun temel taşıdır.
Karbon fiber, 5 - 10 mikrometreleri çapı olan neredeyse saf karbon kristallerinden yapılmış inanılmaz ince bir filamenttir. Mekanik mukavemetin beş katına ve çeliğin iki katı sertliğine sahiptir. Karbon fiber başlangıçta selüloz ve ipek gibi bitki bazlı malzemelerden yapılmıştır, ancak daha sonra daha düşük maliyetleri ve daha iyi performansları nedeniyle petrol bazlı ürünler aldı.
Karbon fiber yapmak için, petrol ilk olarak yüksek toksik tavaya işlenir. İnce filamentlere çekilir ve daha sonra oksijensiz fırınlarda ısıtılır. Bununla birlikte, bu üretim süreci önemli ölçüde enerji tüketir ve çok sayıda emisyon ve toksin üretir. Maliyetin birincil endişe olduğu geçmişten farklı olarak, sürdürülebilirlik artık daha kritik ve petrol artık ucuz değil.
Neden biyo bazlı karbon fiber geliştirmelisiniz?
Pan bazlı liflerle karşılaştırıldığında, biyo bazlı karbon fiber orta ila düşük uç performansa sahiptir. Öyleyse neden geliştirelim? Bu, petrol bazlı karbon fiberin dezavantajlarının anlaşılmasını gerektirir.
Petrol bazlı karbon fiber üretimi enerji yoğundur, zararlı maddeler üretir ve çevreye zarar verir. Buna ek olarak, karbon fiber ürünlerinin geri dönüştürülmesi zordur, bu da yüksek üretim maliyetleri ve işleme sonrası zorluklara neden olur. Üretim maliyetlerini ve fosil hammaddelere bağımlılığı azaltmak için, biyo-tabanlı karbon fiber öncüleri üzerine yapılan araştırmalar dikkat çekmektedir. Örneğin, lignin, gliserin ve lignoselülozik şekerler alternatif hammadde olarak keşfedilmektedir.
Çevre koruması acil bir küresel meseledir ve tüm ülkeler arasında bir fikir birliğidir. Karbon fiber malzemelerinin bariz avantajları olmasına rağmen, çevre dostu değildir. Bu nedenle, bilim adamları çözüm arıyorlar ve "karbon nötrlüğü" biyo bazlı karbon fiberin geliştirilmesi için itici bir güç haline geldi. Petrol bazlı karbon fiber biyo bazlı karbon fiberin yerini alamaz ve gelecekte her iki tip de paralel olarak gelişecektir. Anahtar, hangi yönün daha büyük atılımlar ve başarılar göreceğidir.
