4M demuestra la producción de fibra de carbono de gran diámetro

4M Carbon Fiber Corp. (Knoxville, Tennessee, EE. UU.) Anunció el 23 de abril que ha producido una fibra de carbono de filamentos con un diámetro relativamente grande utilizando su tecnología de oxidación por plasma patentada con un precursor de poliacrilonitrilo (PAN) de calidad textil suministrado por uno de los sus socios, Dralon GmbH (Dormagen, Alemania).

4M y Dralon desarrollaron conjuntamente el precursor de PAN de grado textil de bajo costo capaz de producir una fibra de carbono de 10K con filamentos de aproximadamente 9,6 µm de diámetro (en comparación con los 6-7 µm de las fibras típicas). En un trabajo preliminar con el precursor, 4M dice que ha logrado un tiempo de residencia para la fase de oxidación durante la fabricación de fibra de carbono de solo 52 minutos. 4M dice que esto es considerablemente más rápido que la oxidación convencional de precursores de PAN comerciales (de menor diámetro). 4M dice que el trabajo continúa con el PAN de calidad textil para mejorar aún más las propiedades del material y optimizar el proceso.

4M señala que hasta ahora, las fibras de carbono de gran diámetro no se han producido a escala, principalmente debido a desafíos relacionados con la etapa de oxidación. 4M dice que utilizando la tecnología de oxidación convencional, los filamentos más grandes requieren tiempos de residencia prolongados y energía adicional, lo que crea una fibra de carbono que no es económicamente viable. Además, dice 4M, las fibras de carbono de gran diámetro tienden a producir un rendimiento inferior como resultado de los defectos introducidos durante la oxidación convencional. Por estas razones, dice 4M, los fabricantes de fibra de carbono no ofrecen fibras de carbono comerciales de gran diámetro.

Las ventajas de una fibra de carbono de gran diámetro son un menor costo y un mejor rendimiento, dice 4M. Un filamento de mayor diámetro introduce ahorros de costos en todo el proceso de fabricación, desde la producción de precursores hasta la conversión de fibra de carbono, que se observa más fácilmente en un mayor rendimiento en masa, afirma la compañía. Combine estos ahorros con el precursor de bajo costo que normalmente produce Dralon, y el ahorro total de costos se vuelve significativo.

Las fibras de carbono son conocidas por su alta resistencia a la tracción, pero no son particularmente fuertes en compresión, especialmente en comparación con las fibras de vidrio. Sin embargo, dice 4M, las fibras de carbono de mayor diámetro pueden tener una resistencia a la compresión significativamente mayor. Los avances en este aspecto podrían permitir nuevas aplicaciones, así como el crecimiento en los mercados existentes, como las palas de las turbinas eólicas.