Kolfiberbaserade

Kolfiberbaserade material, eller kolfiberförstärkta polymerkomposit, består av kolfibrer som förstärkning i en polymermatris. Kolfibrerna tillverkas huvudsakligen av polyakrylonitril (PAN) eller av kolhaltiga pitchfibrer. Matrisen är vanligtvis epoxy eller annan polymerresin, ibland termoplastiska matriser. Denna kombination ger mycket hög specifik styrka och styvhet, lågt densitet, god kemikalie- och korrosionsbeständighet samt lågt termiskt expansionsmått. Eftersom egenskaperna är anisotropa, är resultatet starkt beroende av fiberorientering och laminatuppbyggnad.

Användningsområdena och formgivningen av kolfiberbaserade material är inriktade på hög viktbesparing och prestanda. De används inom flyg- och rymdindustrin, fordonssektorn, sportutrustning samt vindkraftsindustrin och byggapplikationer där hög styvhet och lågt viktkrav är avgörande. Materialen finns i form av tunna laminat, större paneler eller komplexa 3D-strukturer och kan produceras som prepregs som härdas vid höga temperaturer i autoklaver, eller genom olika laminat- och formsprocesser som RTM, filament winding eller pultrusion.

Tillverkning och bearbetning av kolfiberkompositer är tekniskt avancerade och ofta kostsamma. Vanliga tillvägagångssätt inkluderar handlaminering, vakuuminjicering och autoklavbehandling av prepregs samt moderna processer som RTM, filament winding och pultrusion. Egenskaperna medför god hållbarhet i aggressiva miljöer, men kostnad och bearbetbarhet utgör betydande utmaningar. Återvinning är svårt för termohärdande system; forskningen fokuserar på kemisk återvinning och utveckling av termoplastiska matriser för enklare återanvändning och återbruk.