4M demonstreert productie van koolstofvezel met grote diameter

4M Carbon Fiber Corp. (Knoxville, Tenn., VS) heeft op 23 april aangekondigd dat het een koolstofvezel van filamenten met een relatief grote diameter heeft geproduceerd met behulp van zijn gepatenteerde plasma-oxidatietechnologie met een polyacrylonitril (PAN)-precursor van textielkwaliteit, geleverd door een van haar partners, Dralon GmbH (Domagen, Duitsland).

4M en Dralon hebben samen de goedkope PAN-precursor van textielkwaliteit ontwikkeld die een 10K koolstofvezel kan produceren met filamenten met een diameter van ongeveer 9,6 µm (vergeleken met 6-7 µm in typische vezels). In voorbereidend werk met de voorloper zegt 4M dat het een verblijftijd voor de oxidatiefase tijdens de koolstofvezelproductie van slechts 52 minuten heeft bereikt. 4M zegt dat dit aanzienlijk sneller is dan conventionele oxidatie van commerciële (kleinere diameter) PAN-precursoren. 4M zegt dat er wordt gewerkt aan de PAN van textielkwaliteit om de materiaaleigenschappen verder te verbeteren en het proces te optimaliseren.

4M merkt op dat tot nu toe koolstofvezels met een grote diameter niet op grote schaal zijn geproduceerd, voornamelijk vanwege uitdagingen in verband met de oxidatiefase. 4M zegt dat met behulp van conventionele oxidatietechnologie de grotere filamenten lange verblijftijden en extra energie vereisen, waardoor een koolstofvezel ontstaat die economisch niet levensvatbaar is. Bovendien, zegt 4M, hebben koolstofvezels met een grote diameter de neiging om ondermaatse prestaties te leveren als gevolg van defecten die zijn geïntroduceerd tijdens conventionele oxidatie. Om deze redenen, zegt 4M, bieden koolstofvezelfabrikanten geen commerciële koolstofvezels met grote diameter aan.

De voordelen van koolstofvezel met grote diameter zijn lagere kosten en betere prestaties, zegt 4M. Een filament met een grotere diameter zorgt voor kostenbesparingen in het hele productieproces, van de productie van precursoren tot de conversie van koolstofvezels, wat het gemakkelijkst te zien is in een grotere massaproductie, stelt het bedrijf. Combineer deze besparing met de goedkope voorloper die Dralon normaal gesproken produceert, en de totale kostenbesparing wordt aanzienlijk.

Koolstofvezels staan ​​bekend om hun hoge treksterkte, maar ze zijn niet bijzonder sterk in compressie, vooral in vergelijking met glasvezels. Volgens 4M kunnen koolstofvezels met een grotere diameter echter een aanzienlijk hogere druksterkte hebben. Vooruitgang in dit aspect zou zowel nieuwe toepassingen als groei in bestaande markten, zoals windturbinebladen, mogelijk kunnen maken.