مسحوق الألياف المؤكسدة مسبقًا: حشو عالي الأداء للتطبيقات المقاومة للحرارة والمضادة للهب
مسحوق الألياف المؤكسدة مسبقًا هو مادة عضوية بحجم ميكرون، مشتقة من ألياف مؤكسدة مسبقًا قائمة على بولي أكريلونيتريل (PAN). صُمم هذا المسحوق للاستخدام في التطبيقات عالية الحرارة والمقاومة للهب، حيث يتميز بثبات حراري ممتاز، وموصلية كهربائية، ومقاومة كيميائية.
ما هو مسحوق الألياف المؤكسدة مسبقًا؟
يُنتج هذا المسحوق من خلال التثبيت التأكسدي وطحن ألياف PAN، وهو عديم نقطة الانصهار، ومقاوم للهب بطبيعته، وله لون بني داكن. يوسّع هذا المسحوق نطاق استخدام الألياف المؤكسدة مسبقًا ليتجاوز الاستخدامات التقليدية للألياف.
عملية تصنيع مسحوق الألياف المؤكسدة مسبقًا
- تثبيت الألياف: يتم أكسدة مقدمة PAN عند درجة حرارة تتراوح بين 200 و300 درجة مئوية لتشكيل بوليمرات سلم مقاومة للحرارة.
- الطحن الميكانيكي: يتم طحن الألياف المستقرة باستخدام الطحن الكروي أو النفاث لتحقيق أحجام الجسيمات المطلوبة (1-100 ميكرومتر).
- تعديل السطح: قد يخضع المسحوق لمعالجة سطحية لتعزيز توافق الراتينج وتشتته.
الخصائص الرئيسية لمسحوق الألياف المؤكسدة مسبقًا
- يتحمل درجات حرارة طويلة المدى تصل إلى 300 درجة مئوية +، وقصيرة المدى تصل إلى 500 درجة مئوية
- LOI ≥ 45%، مصنفة على أنها مادة غير قابلة للاشتعال
- المقاومة الكهربائية القابلة للتعديل: 10²–10⁶ Ω·سم
- مقاوم للأحماض والقلويات والمذيبات
- خفيف الوزن: 1.4–1.6 جم/سم³
- غير سامة ومتوافقة مع RoHS
المعايير الفنية الرئيسية لمسحوق الألياف المؤكسدة مسبقًا
| المعلمة | مواصفة | معيار الاختبار |
|---|---|---|
| حجم الجسيمات (D50) | 10-50 ميكرومتر (قابلة للتخصيص) | ISO 13320 (حيود الليزر) |
| محتوى الكربون | 50%-65% | GB/T 3521 (احتراق عالي الحرارة) |
| محتوى الرماد | ≤ 5% | GB/T 20020 |
| المواد المتطايرة | ≤ 8% | GB/T 212 |
| محتوى الأكسجين | 15%-30% | التحليل العنصري (EA) |
| كثافة | 1.35-1.45 جم/سم³ (الكثافة الحقيقية) | GB/T 5163 |
| مساحة السطح المحددة | 5-20 m²/g | طريقة BET (ISO 9277) |
| قيمة الرقم الهيدروجيني | 6-8 (محايد) | GB/T 1717 |
| محتوى الرطوبة | ≤ 2% | GB/T 6284 |
| الاستقرار الحراري | نطاق درجة الحرارة: -50 درجة مئوية ~ 300 درجة مئوية (جو خامد) | TGA (التحليل الوزني الحراري) |
| الموصلية الكهربائية | شبه موصل (المقاومة: 10³-10⁵ Ω·سم) | GB/T 1410 |
تطبيقات مسحوق الألياف المؤكسدة مسبقًا
1. حشو المواد المركبة
يُحسّن الخواص الحرارية والميكانيكية ومقاومة اللهب في راتنجات الإيبوكسي والفينول والبولي إيميد. يُستخدم على نطاق واسع في قطاعات الطيران والنقل والدفاع.
2. مادة مضافة للاحتكاك
يعمل على تحسين مقاومة الحرارة وثبات التآكل في وسادات الفرامل ومكونات القابض.
3. البلاستيك الموصل والمضاد للكهرباء الساكنة
يُستخدم في تغليف الإلكترونيات، والطلاءات الموصلة، والبلاستيك. يُمكن مزجه مع الكربون الأسود أو الجرافيت للتحكم في المقاومة.
4. البلاستيك والمطاط المقاوم للهب
مناسب لمنتجات PA وPP وPU وPVC التي تتطلب تعزيز السلامة من الحرائق والاستقرار الأبعادي.
5. مُحسِّن خيوط الطباعة ثلاثية الأبعاد
يعمل كمضاف وظيفي لبوليمرات الهندسة مثل PPS وPEEK.
6. مادة مضافة للبطارية (استخدام ناشئ)
يعمل كعامل موصل أو دعم هيكلي في أنظمة بطاريات الليثيوم والصوديوم.
