La fibra de carbono tiene excelentes propiedades físicas y químicas, como alta resistencia, alto módulo, baja densidad, peso ligero, resistencia a la corrosión química y resistencia a altas temperaturas.
La fibra de carbono posee excelentes propiedades físicas y químicas, como alta resistencia, alto módulo, baja densidad, ligereza, resistencia a la corrosión química y resistencia a altas temperaturas. Se puede utilizar en la industria aeroespacial, la tecnología de sensores, las palas de aerogeneradores, el transporte ferroviario, la protección de la seguridad y otros campos. La fibra de carbono de ultraalto rendimiento tiene una amplia gama de aplicaciones y su demanda aumenta día a día, convirtiéndose en un foco de investigación clave. En cuanto a la producción e investigación de fibra de carbono, Japón y Estados Unidos ocupan una posición dominante. A continuación, se presenta principalmente el desarrollo de sus empresas productoras o instituciones de investigación de fibra de carbono en los últimos años.
Japón Toray
En respuesta a la nueva situación, Toray integrará el instituto de investigación de compuestos de fibra de carbono (CFRP) de CFE, una empresa francesa de producción y venta de fibra de carbono, en su Toray Advanced Composites (TAC) en los Países Bajos a mediados de julio de 2021 y acelerará el desarrollo de preimpregnados termoplásticos para aeronaves de próxima generación. Desde la perspectiva de los objetivos a medio plazo, hacer frente al cambio climático y satisfacer las necesidades de la futura industria energética será un objetivo importante de Toray Carbon Fiber y su industria de CFRP. Recientemente, Toray se está centrando en la investigación y el desarrollo de tres nuevas tecnologías: el desarrollo conjunto con Mitsui Offshore Development Co., Ltd. de una nueva tecnología para la reparación de equipos flotantes de almacenamiento y transporte de petróleo y gas natural en alta mar con CFRP; el uso de tecnología de alta conductividad térmica para desarrollar CFRP con una disipación de calor equivalente a la del metal; y el uso de fibra de carbono porosa similar a la fibra hueca como soporte y una fina membrana de carbono con una función de separación en la superficie, se forma una membrana de separación de CO2 con una estructura de dos capas totalmente de carbono. En comparación con la membrana de separación inorgánica anterior, este equipo se puede miniaturizar. años de industrialización.
teijín
El negocio de fibra de carbono de Teijin sufrió pérdidas de 6.700 millones de yenes debido al impacto de la caída en la demanda de automóviles y aviones durante la pandemia. Debido a la fuerte caída en las ventas de aplicaciones aeronáuticas, la empresa ha reforzado sus ventas en los sectores de palas de energía eólica y deportes y ocio, y ahora ha comenzado a producir y vender preimpregnados de fibra de carbono para usos deportivos y de ocio en Vietnam, incluyendo cañas de pescar, palos de golf, automóviles y equipos de hielo. Para fines relacionados, como palos de golf, se considerará en el futuro la producción de productos aeronáuticos. El nuevo preimpregnado de cinta unidireccional CF/PPS "TenaxTM TPUD", producido por la filial europea de Teijin Carbon Fiber, ofrece mayor resistencia química, resistencia al calor, reciclabilidad, baja absorción de agua, estabilidad dimensional y resistencia a altas temperaturas. Además, es resistente a la fluencia y se puede moldear en poco tiempo, almacenar y transportar a temperatura ambiente. Teijin también ha desarrollado la fibra de carbono funcional ultrafina "PotenCia", con un diámetro de fibra de 0,1-0,5 μm, que ofrece las ventajas de baja cristalinidad, excelente dispersión y baja resistencia. En el futuro, será adecuada como aditivo conductor para baterías secundarias de iones de litio y condensadores de doble capa.
El Instituto Tecnológico de Georgia, la Universidad de Florida, la Universidad de Connecticut, el Laboratorio de Investigación de la Fuerza Aérea de la Base Aérea Wright-Patterson, la UES, Dayton y Boeing estudiaron conjuntamente la preparación y el procesamiento de fibras de carbono porosas y huecas, así como la relación entre su estructura y rendimiento. El filamento compuesto "sea-island" se produce mediante el método de hilado "sea-island", utilizando poliacrilonitrilo (PAN) como componente "sea" y polimetacrilato (PMMA) como componente "island" que se elimina para su posterior carbonización en un multifilamento continuo de fibra de carbono hueca con sección transversal de panal. Su densidad es de 1,15 g/cm³, un 30 % inferior a la de las fibras de carbono convencionales; su resistencia a la tracción es de 2,3-3,0 GPa, aproximadamente un 60 % superior a la del grado T300; el IM7 es aproximadamente un 20 % superior, superior a los 1,6 GPa de las fibras de carbono huecas descritas anteriormente.
