ПРИМЕНЕНИЕ ЭЛЕМЕНТОУГЛЕРОДНЫХ ВОЛОКОН

Рейтинг:  0 / 5

Звезда не активнаЗвезда не активнаЗвезда не активнаЗвезда не активнаЗвезда не активна
 
По мере развития исследований и расширения областей применения углеродных волокон все более четко выделяются не только их несомненные достоинства, но и присущие обычным их разновидностям ограничения, которые связаны, прежде всего, с таким свойством углеродного волокна, как нестабильность в окислительных средах при повышенной температуре. С другой стороны, недостаточная химическая активность при взаимодействии с вязкими средами, например смолами, ограничивает возможность обеспечить оптимальное их использование при создании композиционных материалов.
Проведенные в Институте общей и неорганической химии АН СССР исследования привели к разработке новой группы угольных волокон, отличающихся значительным содержанием в их химической структуре металлов. При этом в первых разработках металлы вводили путем ионообменной сорбции целлюлозным катионообменным волокном или химической модификацией целлюлозы с получением элементсодержащих эфиров целлюлозы, а затем подвергали модифицированное волокно пиролизу в инертной среде по выбранной температурновременной программе. Эти элементсодержащие волокна характеризуются и новым комплексом свойств, существенно отличающимся от свойств обычных низкомодульных угольных волокон. Позже элементсодержащие волокна были получены на базе термолиза целлюлозных волокон с введенными соединениями, содержащими нужные элементы.
Примерно в тот же период исследование влияния добавок, включающих соли некоторых металлов, вводимых в полимерное волокно перед термолизом было начато и за рубежом. При этом элементы вводили пропиткой ^модифицированного волокна растворами солей либо нанесением на него оксидов металлов, например диспергированных в смеси глицерина с водой и поверхностно-активным веществом, с целью повышения прочности и эластичности карбонизованных волокон, их устойчивости к окислению и воспламенению.
Одни процессы, протекающие при их получении, идут при ином соотношении скоростей и выходов, чем для угольных волокон, а другие процессы и специфические свойства характерны лишь для элементоугольных волокон. Оказалось, что по структуре и по всему комплексу свойств различные элементоугольные волокна намного разнообразнее, чем углеродные волокна, и по этим показателям обычно не сложнее, угольные волокна. Все процессы осуществляются на базе того же волокнистого сырья и на том же технологическом оборудовании. Этим определяется перспективность их эффективного использования как в некоторых традиционных областях применения угольных волокон, так.
и, особенно, в тех новых областях, где обычные углеродные волокна не могут быть применены или где применение их малоэффективно и неоправданно. К таким специфическим областям применения элементоугольных волокон относится, в частности, их использование в качестве высокоэффективных сорбционно активных, каталитических, пирофорных или магнитных материалов, материалов для дозированного введения элементов в среды, а также полупродуктов для получения карбидных и окисных волокон.
Созданы пористые сорбционно-активные элементсодержащие низкомодульные волокнистые материалы и разработаны методы, позволяющие управлять пористостью продукта, в частности, получены волокнистые материалы с заданной пористой структурой, молекулярноситовыми свойствами, являющиеся высокоэффективными избирательными сорбентами с объемом пор, достигающим порядка 1 см /г.