Сальниковые набивки из углеродного карбонизированного волокна

Для производства углеродного карбонового волокна используют три основных вида исходного сырья: полиакрилонитрильные волокна (ПАН), гидратцеллюлозные волокна и нефтяные битумы.

ПАН – волокна являются основным видом сырья, применяемого для получения углеродных волокнистых материалов методом карбонизации. Из них изготавливают главным образом высокопрочные высокомодульные углеродные волокна. Молекулярная масса полимеров и сополимеров, используемых для получения волокон, составляет 40 000 – 60 000. Полиакрилонитрил, используемый для получения волокна, служащего сырьем в производстве углеродных волокон, не является в строгом смысле полиакрилонитрильным полимером. Это обычно тройной сополимер, содержащий в своем составе метилакрилат и около 1% итаконовой кислоты. ПАН-волокно самый широкоприменяемый вид волокон, используемых для производства карбонового (углеродного) волокна.

Гидратцеллюлозные волокна – одна из структурных модификаций целлюлозы, получаемая химической переработкой природной целлюлозы. Целлюлоза наряду с ПАН-волокном, является основным видом сырья, используемым для получения углеродных волокнистых материалов методом карбонизации. Гидратцеллюлозные волокна путем карбонизации перерабатываются в углеродные волокна.

Нефтяные битумы – представляют со бой полутвёрдые и твёрдые продукты, состоящие из углерода и водорода, содержащие определённое количество кислород-, серо-, азотсодержащих соединений, а также целый ряд металлов (Fe, Wg, V, Ni и др.). Элементный состав их следующий, масс. %: углерода 80—85, водорода 8—11,5, кислорода 0,2—4. серы 0,5—7, азота 0,2—0,5. Путем сложного, многоступенчатого и длительного процесса карбонизации из нефтяных битумов получают самые дорогие углеродные волокна.

IFI Technical Production, для получения у глеродных волокон использует ПАН волокно. В зависимости от степени обработки, то есть, от количества технологических процессов обработки ПАН волокна, получают либо карбонизированные волокна, либо карбоновые (углеродные) волокна. Карбонизированное волокно – это окисленное при температуре +150?С ~ +300?С ПАН-волокно. Полученное при окислении карбонизированное волокно, обладает повышенной термостойкостью и может быть подвергнуто высокотемпературной обработке для превращения в углеродное волокно.

Далее, для получения карбонового (углеродного) волокна, карбонизированные волокна подвергаются дальнейшей термообработке с повышением температуры от +300?С ~ +1000?С. С ростом температуры происходят изменения характеристик волокна, увеличивается плотность и модуль упругости. Модуль упругости волокна, обработанного при температуре +1200?С ~ +1800?С, может быть увеличен дополнительной кратковременной (~ 70 c) термообработкой при температуре +3000?С. Вследствие такой термообработки, величина модуля упругости волокна существенно возрастает с 200ГПа до 370 ГПа, но прочность углеродного волокна остается постоянной.

Более трудоемкий процесс получения карбонового (углеродного) волокна в сравнении с получением карбонизированного волокна, определяет себестоимость изделий из этих волокон. Карбоновые (углеродные) сальниковые набивки значительно дороже карбонизированных набивок, но при этом, и превосходят их по всем физико-механическим параметрам и техническим характеристикам.

Одной из основных величин характеризующих углеродную пряжу, является коэффициент k, который выражает количество элементарных непрерывных волокон в пряже. 1k=1000 волокон. Самые распространенные волокна это 1k, 3k, 6k, 12, так же используют 24k и 48k.