kolfibrer

Kolfibrer är tunna, starka trådar av kol som används som förstärkning i kompositmaterial. De flesta kolfibrer tillverkas från organiska föregångare, främst polyacrylonitril (PAN) och pitchbaserade material, och genomgår ett flerstegsprocess: spinnning av föregångarfibrer, stabilisering i luft vid cirka 200–300 °C för att låsa strukturen, karbonisering i inert miljö vid cirka 1000–1500 °C, följt av eventuell grafitisering vid ännu högre temperaturer för ökad styvhet. Efter karboniseringen genomgår ytbehandlingar (sizning) för att förbättra vidhäftningen till resin.

Egenskaper: Kolfibrer kombinerar mycket hög dragstyrka och styvhet med låg densitet (omkring 1,75 g/cm3). De är mycket starka i fiberriktningen, har god kemisk och korrosionsbeständighet samt låg termisk expansionskoefficient. De är vanligtvis mycket spröda och anisotropa, vilket innebär att deras egenskaper varierar kraftigt med riktning. Kostnaden är högre än många traditionella material och ytförberedelse krävs för att optimera fiber-resin-adhesion.

Användning: Kolfibrer används främst i kolfiberförstärkta polymerer (CFRP) i flygindustrin, bil- och vindkraftssektorn, sportutrustning och byggkonstruktioner där hög styrka och låg vikt efterfrågas. De kombineras vanligen med epoxy- eller vinylesterresiner i olika laminatstrukturer.

Miljö och återvinning: Återvinning av kolfiberkomposit är svårt och kostsamt; metoder inkluderar mekanisk återvinning, termisk återvinning och återbruk av fibrer i nya kompositmaterial, men andelen återvunna fibrer är fortfarande liten. Produktionsmiljöpåverkan beror på val av föregångsmaterial och energiåtgången i processen.