Волокно вуглецеве ВМН-4

Волокно вуглецеве марки ВМН-4

Високоміцне високомодульне вуглецеве волокно ВМН-4 виготовлено на основе ПАН (поліакрилонітрилових волокон) і є найбільш найкращим для застосування як армувальний наповнювач у композиційних матеріалах спеціального призначення, унаслідок його високої міцності та жорсткості поряд із малою масою й низькою вартістю, порівнюючи з вуглецевими волокнами на основі гідратцелюлози (віскози). 

Під час виробництва вуглецевого волокна, сировина попередника — поліакрилонітрилове волокно проходить кілька стадій термомеханічної обробки внаслідок чого волокно набуває високих термічних і механічних характеристик. Перша стадія — окиснення або термостабілізація здійснюється за температур 200-250 градусів в умовах струму повітря й під час натягування окисного волокна. Температура окиснення вибирається залежно від властивостей волокна-пропозивача та визначається на 3-5 градусів нижче за температуру деструкції волокна.

Друга стадія — стадія карбонізації попередньо окислених волокон, температура карбонізації може бути будь-якою в межах від 500 градусів Цельсія (для частково карбонізованих волокон) до 1500 °C для повністю карбонізованих волокон із високими механічними характеристиками. У разі карбонізації збільшується вміст вуглецю у волокні, знижується вміст домішок і зменшується пористість волокна, що веде збільшення щільності волокна та збільшення механічних характеристик. Під час підняття температури карбонізації вище 1500 градусів Цельсія спостерігається деяке зниження міцності вуглецевого волокна завдяки пороутворенню, пов'язаному з газовиділенням внаслідок реакції неорганічних домішок із вуглецем. Тому на етапах термомеханічної обробки за температури понад 1500 градусів треба, за можливістю, унеможливлювати утворення неорганічних домішок і запобігати їхньому контакту з вуглецевим волокном.

Третя стадія — графітація, обробка карбонізованих волокон за температури 2500-3000 градусів — цельсія, завдяки якій вуглецеве волокно стає високомодульним. У процесі графітації вміст вуглецю у волокні досягає 99,9%, істотно підвищується механічні характеристики та знижується електричний опір.

З вуглецевих волокон виробляють вуглецеві нитки, вуглецеві теплоізоляційні матеріали, як-от Карбопон, НТМ-200, GFA-10 та інші. Крім того, з вуглецевих волокон виготовляють вуглець-вуглецевий композиційний матеріал УУКМ, який є гарною альтернативою для графіт марки МПГ-7 при виготовленні великогабаритних деталей вакуумних печей.

Джгут марки ВМН-4 має такі фізико-механічні характеристики:

Лінійна щільність джгута 350 текс

Щільність волокна 1,7 г/см

Кількість елементарних волокон 10800

Діаметр елементарного волока 6 мкм

Динамічний модуль пружності 300 ГПа

Розривне навантаження 50 Н мінімум

Межа міцності під час вигинання в пластику — 1100 МПа

Модуль пружності під час вигинання в пластику — 130 ГПа

Температура термообробки 2000 С