Муханнад Аль-Айти, молодой ученый из ТУ Дрездена и Института исследований полимеров им. Лейбница в Дрездене, исследовал, как углеродные волокна должны быть изготовлены из возобновляемого сырья, чтобы удовлетворить высокие требования автомобильной и ветроэнергетической промышленности.
Исследователи со всего мира уже более 60 лет пытаются производить высококачественные волокна из биогенных отходов, а исследования сосредоточены на лигнине в течение 20 лет. Но только сейчас - благодаря результатам исследований Al Aiti - следует детально узнать, как можно успешно производить устойчивые высокопроизводительные волокна.
Углеродные волокна популярны в легких приложениях
Легкий и стабильный: углеродные волокна, также называемые углеродными волокнами, являются любимым материалом многих инженеров. Автомобильная, ветроэнергетическая, аэрокосмическая и судоходная отрасли предпочитают использовать композитные материалы из углерода и пластика для легких применений. Это экономит вес и топливо и увеличивает производительность. Однако до сих пор углеродные волокна в основном изготавливались из нефти или пека. Это дорого, потребляет ограниченные ресурсы и вскоре не сможет удовлетворить растущий спрос.
Продукция на основе лигнина
Al Aiti решила производить углеродные волокна на основе возобновляемого сырья лигнина. Лигнин составляет около 20-30% сухого вещества древесных растений. Это отходы бумажной промышленности, которые доступны в больших количествах и по низкой цене. «Ежегодно в бумажной промышленности производится около пятидесяти миллионов тонн лигнина, который до сих пор практически полностью сжигался. Ученые всего мира давно пытаются изготовить совместимые с массой углеродные волокна на основе лигнина. Меня интересовало, как лигнин можно недорого перерабатывать и перерабатывать в волокна, чтобы удовлетворить массовый рынок. Высокие затраты на производство устоявшихся углеродных волокон до сих пор блокировали прорыв на рынке », - сказал Аль-Айти.
Совет: Встреча пользователей облегченной конструкции На встрече пользователей легкой конструкции, которая состоится в Вюрцбурге с 4 по 5 декабря 2018 года, участники смогут узнать больше о легких материалах, конструкциях и производстве. В этом году основное внимание будет уделено оптимизации топологии, аддитивному производству и композиционным материалам.
Дополнительная информация: встреча пользователей для облегченной конструкции
Производственный процесс с физико-химической точки зрения
Инженеры, материаловеды и химики во всем мире ищут подходящее сырье и условия производства для производства экологически чистых углеродных волокон - с определенными механическими свойствами и по цене, которая должна быть особенно привлекательной для автомобильной и ветроэнергетической промышленности.
Предыдущие исследования были сосредоточены на химическом составе. Молодой ученый придерживался другого подхода: он смотрел на материал и производственный процесс с физической и химической точки зрения и изучал каждый отдельный этап производства. Это позволило ему создать обширный каталог критериев, которые наука и промышленность могут использовать, чтобы увидеть, насколько перспективны их собственные экологические углеродные волокна.
Исследования для индустриального процесса
Al Aiti в настоящее время исследует процесс производства устойчивых высокотехнологичных волокон. Он экспериментирует в Техническом университете Тампере (Финляндия) с середины августа. Только там он сможет производить углеродные волокна на основе лигнина, используя специальный процесс прядения.
Цель состоит в том, чтобы перерабатывать лигнин в процессе промышленного производства таким образом, чтобы он производил эффективные, недорогие и совместимые с массой экологические углеродные волокна. Результаты исследований по этому вопросу должны быть опубликованы в этом году.