Изучение электрофизических свойств углеродного волокна – актуальная задача, которую решают ученые Института биохимической физики им. Н.М. Эмануэля РАН.
Важно отметить, что исследование ИБХФ РАН посвящено изучению свойств так называемых пековых углеродных волокон, что особенно актуально в свете сложной ситуации с производством углеродных волокнистых материалов (УВМ) в России.
Количество производимого углеродного волокна в России составляет менее 1% от его мирового производства, и в настоящее время в стране наблюдается дефицит этой продукции, который покрывается импортом.
Основные виды сырья для производства УВМ – это полиакрилонитрил, гидратцеллюлоза и пек из продуктов переработки каменного угля и нефти. Использование пеков в качестве сырья при производстве УВМ дает большие преимущества благодаря их низкой стоимости, высокому содержанию в них углерода и, как следствие, большому выходу конечного продукта.
Однако в России пековое волокно производится лишь очень небольшими опытными партиями, при том что в стране имеются хорошие предпосылки для создания промышленных производств пековых углеродных волокон., а именно, огромные сырьевые ресурсы, производственные мощности нефтехимических предприятий, большой научный потенциал. Но важно не просто наладить производство, а научиться получать материалы с нужными свойствами. Исследования электрофизических характеристик пековых УВМ, которые проводит ИБХФ РАН, позволило получить необходимые данные для разработки соответствующих технологий.
Модификация свойств УВМ на основе пека может быть достигнута путем введения добавок в волокно. В исследовании ИБХФ РАН для этого использовался процесс бромирования в газовой фазе.
Бромирование пековых моноволокон проводилось в течение 2–144 ч. В результате в течение первых 30 ч произошло уменьшение электрического сопротивления в 7 раз.
Ученые ИБХФ РАН выяснили, что снижение сопротивления связано с уменьшением количества дефектов на поверхности волокна благодаря воздействию газообразного брома. Однако при времени обработки более 96 ч бром начинает разрушать саму графитоподобную структуру волокна. В результате этого наблюдается некоторый рост электрического сопротивления волокна.
Результаты исследований, проведенных в ИБХФ РАН, показали эффективность применения газообразного брома для модификации поверхности пекового углеродного волокна.
Подробнее читайте на сайте РАН.
@rasofficial