CARBONIO - Dalla Betta 2017

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CARBONIO

Fibre

La fibra di carbonio è un polimero costituito solo da atomi di carbonio, caratterizzato da:
•  diametri compresi tra 5 e 15 µm;
•  una elevata conducibilità elettrica e termica;
•  inerzia chimica (tranne che all’ossidazione);
•  elevate caratteristiche meccaniche (flessibilità, modulo elastico e resistenza).

Le fibre di carbonio possono essere prodotte da due precursori:

  • PAN

  • PITCH (pece)

A seconda del precursore usato si ottengono fibre con caratteristiche meccaniche differenti.

FIBRE DI CARBONIO DA PAN


Il processo si divide in tre fasi:

  • riscaldamento a 300 - 400°C

  • ossidazione a circa 700°C

  • carbonizzazione, in atmosfera inerte fino a temperature di 1300°C

Il risultato finale è la formazione di polimeri a struttura grafitica pressoché pura, continua e regolare lungo tutta la fibra.
Le fibre di carbonio ottenute dal PAN hanno una struttura turbostratica, ovvero con struttura cristallina formata da piani ciascuno deviato lateralmente rispetto all'altro, i fogli di atomi di carbonio sono uniti in modo casuale o ripiegati insieme; tali fibre tendono ad avere maggior carico di rottura

FIBRE DI CARBONIO DA PITCH


Il pitch, pece o residuo catramoso, è il residuo della distillazione del catrame o del petrolio che con un trattamento termico tra 400 e 450°C si forma una mesofase, ovvero cristalli liquidi aventi un ordine molecolare intermedio tra quello dei cristalli e quello di un liquido; successivamente, durante l’estrusione da un capillare,le molecole della mesofase vengono orientate lungo l’asse della fibra. Segue infine un termofissaggio (300 °C) e carbonizzazione (1500-3000 °C).
L’aumento della temperatura di trattamento finale migliora il grado di orientazione preferenziale all’interno della fibra e quindi il modulo delle fibre pitch-based.


 
 
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