4M demonstra a produção de fibra de carbono de grande diâmetro

4M Carbon Fiber Corp. (Knoxville, Tenn., EUA) anunciou em 23 de abril que produziu uma fibra de carbono de filamentos com diâmetro relativamente grande usando sua tecnologia de oxidação de plasma patenteada com um precursor de poliacrilonitrila (PAN) de grau têxtil fornecido por um dos seus parceiros, Dralon GmbH (Dormagen, Alemanha).

4M e Dralon co-desenvolveram o precursor PAN de baixo custo de qualidade têxtil, capaz de produzir uma fibra de carbono de estopa de 10K com filamentos de cerca de 9,6 µm de diâmetro (em comparação com 6-7 µm em fibras típicas). Em trabalho preliminar com o precursor, a 4M afirma que atingiu um tempo de residência para a fase de oxidação durante a fabricação de fibra de carbono de apenas 52 minutos. A 4M afirma que isso é consideravelmente mais rápido do que a oxidação convencional de precursores de PAN comerciais (diâmetro menor). A 4M diz que o trabalho continua com o PAN de grau têxtil para melhorar ainda mais as propriedades do material e otimizar o processo.

A 4M observa que, até agora, as fibras de carbono de grande diâmetro não foram produzidas em escala, principalmente devido aos desafios relacionados ao estágio de oxidação. 4M diz que usando a tecnologia de oxidação convencional, os filamentos maiores requerem longos tempos de residência e energia adicional, o que cria uma fibra de carbono que não é economicamente viável. Além disso, diz a 4M, as fibras de carbono de grande diâmetro tendem a ter um desempenho inferior como resultado de defeitos introduzidos durante a oxidação convencional. Por essas razões, diz a 4M, os fabricantes de fibra de carbono não oferecem fibras de carbono comerciais de grande diâmetro.

As vantagens de uma fibra de carbono de grande diâmetro são menor custo e melhor desempenho, diz a 4M. Um filamento de diâmetro maior apresenta economia de custos em todo o processo de fabricação, desde a produção do precursor até a conversão da fibra de carbono, mais facilmente observada no aumento da produção de massa, afirma a empresa. Combine essa economia com o precursor de baixo custo que a Dralon normalmente produz, e a economia total de custos torna-se significativa.

As fibras de carbono são conhecidas por sua alta resistência à tração, mas não são particularmente fortes na compressão, especialmente em comparação com as fibras de vidro. No entanto, diz a 4M, as fibras de carbono de diâmetro maior podem ter uma resistência à compressão significativamente maior. Avanços nesse aspecto podem permitir novas aplicações, bem como o crescimento em mercados existentes, como pás de turbinas eólicas.