Детали
УГЛЕРОДНОЕ ВОЛОКНО В ПОРОШКЕ
Порошок углеродного волокна представляет собой мелко измельчённый тип углеродных волокон с размерами частиц от 1 до 100 микрон. Углеродный порошок обычно получают путем механического измельчения или пиролиза отходов или первичных углеродных волокон (на основе ПАН или пека) до состояния сыпучего порошка.
Порошок углеродного волокна, в отличие от непрерывных волокон или нарезанных прядей, обеспечивает изотропное армирование и функциональные свойства (такие как проводимость и термостабильность) при его диспергировании в полимерах, покрытиях или композитах. Углеродный порошок используется как армирующий наполнитель для улучшения механических, электрических и тепловых характеристик в легких материалах.
Каковы ключевые особенности порошка углеродного волокна?
• Высокая удельная поверхность: 10–500 м²/г, обеспечивающая сильное межфазное сцепление с матрицами.
• Легкость: плотность 1,6–1,8 г/см³ (легче металлов или сажи).
• Электропроводность: 10²–10⁴ С/м (зависит от типа волокна и размера частиц).
• Теплопроводность: 5–200 Вт/м•К (порошки на основе пека отлично проводят тепло).
• Химическая инертность: устойчива к кислотам, щелочам и растворителям.
• Усиление: повышает прочность на разрыв, жесткость и износостойкость композитов.
Сколько типов углеродного порошка существует?
Тип | Описание |
Девственный углеродный порошок | Изготовлено из нового углеродного волокна, высокой чистоты, высокой прочности |
Переработанный углеродный порошок | Получено из обрезков или постиндустриальных углеродных волокон, экономически выгодно |
Углеродный порошок на основе ПАН | Изготавливается из волокон на основе полиакрилонитрила; высокая прочность и модуль упругости |
Угольный порошок на основе пека | Изготовлено из волокон смолы; более высокий модуль упругости и теплопроводность |
Проводящий класс | Оптимизировано для проводимости электрического тока (например, для экранирования от электромагнитных помех) |
Класс арматуры | Для механического усиления в пластиках, композитах, клеях и т.д. |
Обработанный поверхность порошок | Функционализировано для лучшей дисперсии в смоляных системах |
Каковы преимущества использования порошка из углеродного волокна?
• Армирование: Повышает механическую прочность, износостойкость и ударопрочность
• Проводимость: Улучшает тепловую и электрическую проводимость в матричных материалах
• Устойчивость к высоким температурам: Выдерживает обработку при высоких температурах (до 600°C)
• Экологичность: Использование переработанных вариантов помогает снизить воздействие на окружающую среду
• Эффективность наполнителя: Отличные показатели при низком содержании (~1–15 мас.%
• Экономичность: Дешевле, чем ткани или препреги из непрерывного углеродного волокна
• Универсальность: Совместим с полимерами, металлами, керамикой и покрытиями
• Снижение веса: Заменяет металлические наполнители (например, алюминий) в легких композиционных материалах
• Простота использования: Равномерно диспергируется в жидкостях и расплавах для литья под давлением или 3D-печати.
Параметр продукта:
Собственность | Типичный диапазон |
Размер частиц (D50) | 5 – 50 мкм (настраивается до субмикронного уровня) |
Длина волокна (если нерегулярная) | < 100 μm |
Насыпная плотность | 0.2 – 0.6 g/cm³ |
Удельный вес | ~1.75 – 1.85 g/cm³ |
Прочность на разрыв (основное волокно) | 3.5 – 5.5 GPa |
Модуль (основное волокно) | 230 – 500 ГПа (PAN против Pitch) |
Электропроводность | 10³ – 10⁴ С/м (зависит от типа и чистоты) |
Площадь поверхности (BET) | 2 – 10 м²/г (может быть выше с активированным порошком) |
Содержание золы | ≤ 1% (чем меньше, тем лучше для электрических приложений) |
В каких приложениях используется порошок углеродного волокна?
• Полимеры и пластики
В качестве армирования в смесях для литья под давлением (PA, PC, PBT, PP)
Используется в 3D-печати для увеличения прочности и жесткости
• Покрытия и краски
Антистатические покрытия и покрытия для защиты от ЭМИ
Упрочненные промышленные краски с повышенной износостойкостью
• Композиты и клеи
Наполнители в эпоксидных, полиуретановых, полиэфирных и фенольных смолах
Повышает прочность сцепления, размерную стабильность и стойкость к термическим циклам
• Электроника и защита от ЭМИ
Наполнители для проводящих клеев, заливочных составов и защиты цепей
• Тормозные материалы
Тормозные колодки, сцепления и износостойкие композиты
• Тепловое управление
Теплоинтерфейсные материалы и тепловыводящие составы
Как хранить и обращаться с порошком углеродного волокна?
• Хранить в сухом, проветриваемом месте
• Избегать воздействия влаги, сырости и открытого огня
• Не допускать попадания прямых солнечных лучей и ультрафиолета
• Использовать герметичные контейнеры или влагостойкие пакеты
• Всегда носить пылевую маску и перчатки при работе, чтобы избежать вдыхания или контакта с кожей
Часто задаваемые вопросы
Вопрос 1: Проводит ли порошок углеродного волокна электричество?
Ответ: Да. Большинство порошков из углеродного волокна имеют умеренную или высокую электрическую проводимость, в зависимости от исходного материала и размера частиц.
Вопрос 2: Чем порошок углеродного волокна отличается от графитового порошка?
Ответ: Порошок углеродного волокна получают из непрерывного волокна, и он сохраняет высокую прочность и высокий коэффициент формы, тогда как графитовый порошок имеет хлопьевидную или гранулированную структуру и меньшую способность к механическому усилению.
Вопрос 3: Можно ли использовать его в термопластиках?
Ответ: Да. Он широко используется в PA, PP, PEEK, PEI и других инженерных пластиках для улучшения механических и проводящих свойств.
Вопрос 4: Как обеспечить равномерное распределение порошка углеродного волокна в смолах?
Ответ: Рекомендуются порошки с обработанной или модифицированной поверхностью для лучшей совместимости и распределения. Обычно применяют смесители с высоким сдвигом или двухвинтовые экструдеры при переработке.
Вопрос 5: Насколько хороший переработанный порошок углеродного волокна по сравнению с исходным?
Ответ: Переработанный порошок может иметь слегка сниженные механические свойства, но является экономичным и устойчивым. Подходит для некритичных конструкционных и функциональных применений.
Вопрос 6: Можно ли кастомизировать порошок углеродного волокна?
Ответ: Да. Доступна настройка размеров частиц, длины, обработки поверхности, чистоты и упаковки для различных отраслей.
Вопрос 7: Может ли порошок углеродного волокна заменить углеродные нанотрубки (CNTs)?
Ответ: В некоторых приложениях (например, проводящие пластики) это возможно, но CNTs обеспечивают более высокий коэффициент формы и проводимость.
Вопрос 8: Чем порошок углеродного волокна отличается от сажи или графена?
Ответ:
• Порошок углеродного волокна: микронные волокна сохраняют некоторые структурные свойства (большая прочность, проводимость).
• Сажа: наноразмерный аморфный углерод (низкая проводимость, используется для устойчивости к УФ).
• Графен: двумерные листы атомного масштаба (исключительная проводимость, но дорогой).
Вопрос 9: Какие концентрации углеродного порошка типичны для композитов?
Ответ: 5–30% по весу (повышение концентрации увеличивает вязкость и хрупкость).
Вопрос 10: Чем пирольный (pitch-based) углеродный порошок отличается от порошка на основе PAN?
Ответ: Пирольный порошок обладает в 10 раз большей теплопроводностью, но меньшей прочностью на разрыв.
- PRE: 10800 углеродные разрезанные нити
- NEXT: No more
