Polyakrylnitrilová vlákna: Porovnání verzí

Odebráno 5 110 bajtů ,  před 10 lety
přemístění odstavce "Uhlíková vlákna" na článek stejného jeména
m
(přemístění odstavce "Uhlíková vlákna" na článek stejného jeména)
 
Při chemickém čistění se polyakryl chová zcela odlišně od jiných syntetických vláken, proto musí být obsah PAN na výrobcích podaných k čištění zřetelně vyznačen.
 
== Uhlíková vlákna ==
 
Polyakrylnitril je nejvhodněší surovina k výrobě [[pyrolýza|pyrolýzou]], zejména když je u vlákna požadována vysoká pevnost.
 
V roce 2003 se z PAN vyrobilo asi 17.000 tun vláken, což bylo 90 % celosvětové produkce.<ref>Produkce uhlíkových vláken 2003 (anglicky): http://books.nap.edu/openbook.php?record_id=11268&page=2</ref> V té době se pohybovaly ceny od 20 US $/kg (standardní [[roving]]y s 12 000 [[filament]]y) do 800 US $/kg za rovingy s 2000 [[filament|monofily]] <ref>Cena uhlíkových vláken: http://centrum.tul.cz/centrum/centrum/3Aplikace/3.1_zaverecne_zpravy/%5B3.1.09%5D.pdf</ref> V roce 2009 dosáhla světová výroba 33 000 tun <ref>Statistika výroby vláken (anglicky): http://issuu.com/oerlikontextile/docs/the_fiber_year_2009_10?mode=a_p</ref>
 
Pro vlákna s vysokou tepelnou vodivostí a tuhostí je jako surovina výhodnější přírodní [[smůla]].
Známá je také výroba z [[viskózová vlákna|viskózy]].
 
První uhlíkové vlákno (z bambusu) vyrobil Edison v roce 1890.
V roce 1955 se podařila orientace krystalů uhlíku, což pak umožnilo výrobu těchto vláken v širokém měřítku.
 
Výrobní proces probíhá v několika stupních<ref>Postup výroby uhlíkových vláken: http://www.zoltek.com/panex_products/</ref>:
 
Zahřívání horkým vzduchem ⇒
oxydace ⇒
zahřívání bez přístupu vzduchu (karbonizace) na nejméně 1300° C. (Výsledek: roztavený polymer ve tvaru stužky) ⇒
kondenzace polymeru do tvaru lamel. (Polymer obsahuje atomy dusíku, který se v tomto stádiu odděluje v plynné formě a zůstává až 98 % uhlíku) ⇒
krystalizace lamel, velikostí a orientací krystalů se určují vlastnosti výsledného vlákna.
 
Výsledné vlákno se dodává k dalšímu zpracování jako [[filament]], stříž o délce 3–12 mm nebo mleté 100-155 μm dlouhé ústřižky.
 
Výrobní proces je velmi nákladný, za uhlíková vlákna se platí několikanásobně víc než je cena obyčejného syntetického vlákna.<ref>Vrstvené hmoty s uhlíkovými vlákny: http://www.faserverbundstoffe.de/</ref>
 
{|align="left" border="1" class="wikitable"
|'''Vlákno'''
|'''Pevnost<br />v tahu'''<br />
[[pascal|GPa]]
|'''Tažnost'''<br />
[[Procento|%]]
|'''E-modul'''<br />
[[pascal|GPa]]
|'''Bod tání'''<br />
[[Stupeň Celsia|°C]]
|-
|uhlíkové
|3,8
|1,6
|225
|2400
|-
|p-aramid
|2,8
|3-5
|110
|550
|-
|skleněné
|cca. 1,8
|2-5
|7-45
|850
|}
 
 
'''Vlastnosti'''
 
V tabulce vlevo jsou uvedeny některé parametry vlákna o průměru 7-7,5 μm s obsahem 95 % uhlíku v porovnání s podobnými vlákny.
 
Tepelná a elektrická vodivost je u uhlíkových vláken závislá na modifikaci při výrobě a ta je volitelná mezi silnou vodivostí a dobrou izolační schopností.
 
'''Použití'''
 
• Filament se zpracovává na textilní výrobky (viz příklady), jako příměs umělých hmot a stavebních materiálů ke zvýšení pevnosti nebo vodivosti a také jako vinutí v elektronice.
 
[[Soubor:Kohlenstofffasermatte.jpg|thumbnail|250px|Tkanina z uhlíkového filamentu]]
 
Příklady textilního zpracování<ref>Výrobky z uhlíkových vláken (německy): http://www.sglcarbon.de/sgl_t/industrial/sigratex/data/broad_d.html</ref>:
 
- [[tkanina|Tkaniny]] v [[plátno (vazba)|plátnové]] a [[kepr (vazba)|keprové vazbě]], v šířce 120 cm, 4–12 nití/cm, [[osnova (textil)|osnova]] i [[útek]] z uhlíkové příze 70-800 [[tex (jednotka)|tex]] nebo směsi s útkem z aramidové nebo [[skleněná textilní vlákna|skleněné]] [[příze]]
 
- Pásy v šířkách 5-15 cm jsou v podobném složení jako tkaniny.
 
Tkaniny se zpravidla používají k výrobě ''kompozitů'' (angl. Composite, něm.Verbundwerkstoff) na extrémně namáhané stavební díly lodí, letadel, raket atd. Prvotřídní kompozity se nejčastěji zhotovují jako prefabrikáty (''prepregs'') tím způsobem, že se na speciálních zařízeních tkanina (nebo osnova z uhlíkových nití) napouští pryskyřicí (30-50 % váhového podílu).
• Stříže se používají k výrobě kompozitů vstřikovací metodou. Tyto výrobky se uplatňují zejména na místech s velkými rozdíly teploty.
 
Příklad výrobku ze stříže: Rouno v šířce 100 cm, délka vláken 12 mm, 10 % pojiva (polyvinyl), tlouštka 0,25-0,35 mm, váha 20-30-g/cm2
 
• Použití mletých vláken je podobné jako u stříže. Tento materiál je také vhodný jako příměs ke zlepšení elektrické vodivosti, na př. u podlahovin.
 
[[Soubor:Kohlenstoffnanoroehre Animation.gif|thumbnail|200px|Schematické zobrazení uhlíkové trubičky]]
 
• V oblasti ''nanotechnologie'' byly vyvinuty umělé svaly z ''uhlíkových trubiček'' (carbon nanotubes,CNT), které jsou stokrát silnější než lidský sval. V plánu jsou obleky pro americkou armádu, ve kterých budou tyto elementy integrovány. V tomto oděvu pak mají vojáci snadno překonávat velké terénní překážky a dopravovat těžká břemena.
 
== Reference ==
<references/>
 
== Literatura ==
* Alfons Hofer, ''Stoffe : 1. Textilrohstoffe, Garne, Effekte'', str. 337-358, 7. völlig überarbeitetet Auflage, Frankfurt am Main : Deutscher Fachverlag, 1992, ISBN 3-87150-366-5
* Příručka textilního odborníka (SNTL Praha 1981) str.191-196 a 209
* Koslowski: Chemiefaser-Lexikon:Begriffe-Zahlen-Handelsnamen, Deutscher Fachverlag 2008, ISBN 3871508764
* Sval z uhlíku:“ Supermann für die Supermacht“ (DER SPIEGEL (2/2007) - 08.01.2007, str. 171)
 
[[Kategorie:Textilní vlákna]]