Tinjauan umum perkembangan serat karbon asing

Serat karbon memiliki sifat fisik dan kimia yang sangat baik seperti kekuatan tinggi, modulus tinggi, densitas rendah, ringan, tahan korosi kimia, dan tahan suhu tinggi. Serat karbon dapat digunakan di bidang kedirgantaraan, teknologi penginderaan, bilah turbin angin, transportasi kereta api, perlindungan keselamatan, dan bidang lainnya. Serat karbon berkinerja ultra-tinggi memiliki beragam aplikasi, dan permintaannya terus meningkat, sehingga menjadi pusat penelitian terkini. Dalam hal produksi dan penelitian serat karbon, Jepang dan Amerika Serikat menempati posisi dominan. Berikut ini terutama memperkenalkan ikhtisar perkembangan perusahaan produksi serat karbon atau lembaga penelitiannya dalam beberapa tahun terakhir.

Menanggapi situasi baru ini, Toray akan mengintegrasikan lembaga penelitian komposit serat karbon (CFRP) milik CFE, sebuah perusahaan produksi dan penjualan serat karbon di Prancis, ke dalam Toray Advanced Composites di Belanda pada pertengahan Juli 2021. (TAC), dan mempercepat pengembangan prepreg termoplastik untuk pesawat generasi mendatang. Dari perspektif tujuan jangka menengah, mengatasi perubahan iklim dan memenuhi kebutuhan industri energi masa depan akan menjadi tujuan penting Toray Carbon Fiber dan industri CFRP-nya. Baru-baru ini, Toray berfokus pada penelitian dan pengembangan tiga teknologi baru: bersama-sama mengembangkan dengan Mitsui Offshore Development Co., Ltd. sebuah teknologi baru untuk memperbaiki peralatan penyimpanan dan transportasi minyak dan gas alam lepas pantai yang mengapung dengan CFRP; menggunakan teknologi konduktivitas termal tinggi untuk mengembangkan CFRP dengan pembuangan panas yang setara dengan logam; Menggunakan serat karbon berpori seperti serat berongga sebagai penyangga dan membran karbon tipis dengan fungsi pemisahan di permukaan, membran pemisah CO2 dengan struktur dua lapis karbon terbentuk. Dibandingkan dengan membran pemisah anorganik sebelumnya, peralatan ini dapat diminiaturisasi. tahun industrialisasi.

Bisnis serat karbon Teijin mengalami kerugian sebesar 6,7 miliar yen akibat dampak penurunan permintaan mobil dan pesawat selama pandemi COVID-19. Akibat penurunan tajam penjualan aplikasi pesawat, perusahaan memperkuat penjualannya di bidang bilah tenaga angin serta olahraga dan rekreasi. Kini, perusahaan mulai memproduksi dan menjual prepreg serat karbon untuk keperluan olahraga dan rekreasi di Vietnam, termasuk joran pancing, stik golf, mobil, dan es. Untuk keperluan terkait seperti stik golf, produksi produk pesawat akan dipertimbangkan di masa mendatang. Prepreg pita CF/PPS searah baru "TenaxTM TPUD" yang diproduksi oleh anak perusahaan Teijin Carbon Fiber di Eropa memiliki ketahanan kimia, ketahanan panas, daur ulang, penyerapan air rendah, stabilitas dimensi, dan ketahanan suhu tinggi yang lebih baik. Prepreg ini juga tahan terhadap mulur, dan dapat dicetak dalam waktu singkat, disimpan, dan diangkut pada suhu ruangan. Teijin juga telah mengembangkan serat karbon fungsional ultra-halus "PotenCia", dengan diameter serat 0,1-0,5 μm, yang memiliki keunggulan kristalinitas rendah, dispersi yang sangat baik, dan resistansi rendah. Serat ini akan cocok sebagai aditif konduktif untuk baterai sekunder litium-ion dan kapasitor lapis ganda di masa mendatang.

Georgia Institute of Technology, University of Florida, University of Connecticut, Wright-Patterson Air Force Base Air Force Research Laboratory, UES.Dayton dan Boeing bersama-sama mempelajari persiapan dan pemrosesan serat karbon berpori dan berongga serta hubungan antara struktur dan kinerjanya. Filamen komposit sea-island diproduksi dengan metode pemintalan sea-island, dengan poliakrilonitril (PAN) sebagai komponen laut, polimetakrilat (PMMA) sebagai komponen pulau yang akan dihilangkan, kemudian dikarbonisasi menjadi multifilamen serat karbon berongga kontinu dengan penampang sarang lebah. Kepadatannya adalah 1,15 g/cm3, yang 30% lebih rendah daripada serat karbon biasa; kekuatan tariknya adalah 2,3-3,0 GPa, yang sekitar 60% lebih tinggi daripada kelas T300; IM7 sekitar 20% lebih tinggi dan lebih tinggi dari 1,6 GPa serat karbon berongga yang dilaporkan sebelumnya.