日期 | 2023年5月4日
碳纖維(Carbon Fiber)是近百年的科技顯學,科技人知道碳纖維的使用,但不見得知道碳纖維是如何製造。碳纖維通常由聚丙烯腈(PAN)生產,在高溫爐中纖維需要較長的時間穩定和碳化,除了消耗大量能源外,還會產生有毒副產品。
德國紡織研究機構DITF 開發一款創新、環保節能,可代替聚丙烯腈的木質素生產方式。木質素一種低價的材料,量大且易取得,是造紙過程中產生的廢棄物。
首先將木材分離成木質素和纖維素,然後經亞硫酸鹽消化產生溶於水的木質素磺酸鹽,即為紡絲纖維的原料。含有木質素的水溶液再通過噴嘴壓入加熱的紡絲軸中,產生連續性不間斷的纖維快速地乾燥,不需要使用溶劑或有毒添加劑。
接續的步驟,即在熱空氣中的穩定化和在高溫爐中的碳化,與使用聚丙烯腈作為原絲纖維時的通常過程類似。但木質纖維在熱空氣中特別快速地穩定,並且碳化過程只需要相對較低的溫度,與聚丙烯腈相比,約可節省50%的能源。
生產出的纖維均勻,表面光滑且無黏著,易於進一步加工成碳纖維,並最終加工成纖維複合材料。
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