Производство ультратонких углеродных волокон на основе полиэтилена из прекурсора «острова в море» (INS)

Углеродные волокна (CF) и их композиты (CC) являются одними из самых перспективных и авангардных высокоэффективных материалов в мире, поскольку они сочетают в себе превосходные механические характеристики с высоким потенциалом снижения веса. Полиэтилен (ПЭ) является идеальной альтернативой предшественнику CF, поскольку он сочетает в себе широкую доступность, низкую стоимость, высокое содержание углерода и, что наиболее важно, волокна-прекурсоры, которые можно производить методом прядения из расплава. Производство CF на основе полиэтилена включает сложный и трудоемкий этап химической стабилизации, ограниченный диффузией. Работа, представленная в этой статье, решает задачу сокращения времени процесса химической стабилизации путем преобразования двухкомпонентного волокна «остров в море», состоящего из PA6 в качестве морской матрицы и HDPE в качестве островного материала, в ультратонкое волокно-прекурсор PE. . Полученное волокно-предшественник затем успешно преобразуется в ультратонкие CF на основе полиэтилена посредством сульфирования и последующей карбонизации в непрерывной установке. Полученный УФ имеет гладкую поверхность без видимых поверхностных дефектов и диаметр нити около 3 мкм. Успешный переход на ультратонкие CF демонстрируется как в периодическом, так и в непрерывном процессах. Кроме того, достигается сокращение времени реакции сульфирования с 4 часов до 3 часов.