Изготовление 
углеродного волокна

Углеродное волокно... чудесный полимер... прочнее стали, но гораздо легче... но как же его делают? Это происходит примерно так: мы берем другой полимер, тот, что называется полиакрилонитрил, и нагреваем его. Мы не знаем точно, что именно происходит, когда мы это делаем, но мы знаем, что конечным результатом является углеродное волокно. Мы думаем, что реакция происходит примерно следующим образом: когда мы нагреваем полиакрилонитрил, тепло заставляет повторяющиеся элементы, состоящие из углерода и азота образовывать циклы!

А вы знаете, что мы затем делаем? Мы снова его нагреваем. На этот раз мы нагреваем его до более высоких температур, и наши атомы углерода сбрасывают с себя атомы водорода и циклы становятся ароматическими. Этот полимер является рядом склеенных пиридиновых колец.

А затем... мы нагреваем его... СНОВА! Поджаривание полимера на медленном огне в районе 400-600 oC заставляет соседние цепочки соединяться друг с другом вот таким образом:

Таким образом изгоняется газообразный водород, и мы получаем сплавленный полимер, состоящий из циклов. Но не думайте, что мы уже закончили! Сначала мы еще увеличиваем температуру где-то от 600 прямо до 1300 oC. Когда это происходит, наши вновь образованные ленты соединятся друг с другом, образуя при этом еще более широкие ленты, вот так:

Когда это произошло, мы изгоняем газообразный азот. Как вы видите на рисунке, у получившегося полимера по краям находятся атомы азота, и эти новые широкие ленты могут сливаться, образуя еще более широкие ленты. Когда мы закончим, ленты будут весьма широкими, и почти весь азот будет удален, так что ленты будут содержать почти чистый углерод в форме графита. Вот почему мы называем такое вещество углеродным волокном.


Вернуться на страницу Углеродное Волокно

Вернуться в директорию Четвертого Уровня

Вернуться в основную директорию Макрогалереи


Авторское Право ©1995,1996 | Факультет Науки о Полимерах | Университет Южного Миссисипи