กระบวนการผลิตเส้นใยคาร์บอนไฟเบอร์แบบใหม่จากลิกนิน
DITF พัฒนากระบวนการผลิตเส้นใยคาร์บอนไฟเบอร์จากลิกนินที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมและประหยัดต้นทุน ด้วยศักยภาพในการประหยัดพลังงานขั้นสูง หลีกเลี่ยงตัวทำละลายและการใช้วัตถุดิบจากธรรมชาติทำให้กระบวนการผลิตเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม
เส้นใยคาร์บอนถูกผลิตในระดับอุตสาหกรรมจากพอลิอะคริโลไนไทรล์มีความคงตัวและคาร์บอไนเซชันของเส้นใยนี้เกิดขึ้นในระหว่างพักเป็นเวลานานในเตาเผาที่มีอุณหภูมิสูง กระบวนการนี้ใช้พลังงานเป็นจำนวนมากและทำให้เส้นใยมีราคาแพง นอกจากนี้ยังมีการผลิตผลพลอยได้ซึ่งมีความเป็นพิษซจะต้องแยกออกจากกระบวนการผลิตในกระบวนการนี้ทำให้มีค่าใช้จ่ายสูงและใช้พลังงานเป็นจำนวนมาก
กระบวนการใหม่ที่พัฒนาขึ้นนี้ ช่วยให้ประหยัดพลังงานได้สูงในทุกขั้นตอนของกระบวนการผลิต ลิกนินเข้ามาแทนที่พอลิอะคริโลไนไทรล์สำหรับการผลิตเส้นใยตั้งต้น ซึ่งจะถูกเปลี่ยนเป็นเส้นใยคาร์บอนในขั้นตอนที่สองของกระบวนการผลิต ลิกนินเป็นวัตถุดิบตั้งต้นสำหรับการผลิตเส้นใยคาร์บอนซึ่งขณะนี้ได้รับความสนใจเพียงเล็กน้อยในการผลิตภาคอุตสาหกรรม เป็นวัตถุดิบราคาไม่สูงสามารถหาได้ในปริมาณมากและได้จากของเสียจากการผลิตกระดาษ
วิธีใหม่ในการทำคาร์บอนไฟเบอร์
กระบวนการใหม่สำหรับการผลิตเส้นใยลิกนินขึ้นอยู่กับสารละลายลิกนินที่เป็นน้ำ เพื่อจุดประสงค์นี้ ไม้จะถูกแยกออกเป็นส่วนประกอบของลิกนินและเซลลูโลส กระบวนการย่อยซัลไฟต์ทำให้สามารถผลิตลิกโนซัลโฟเนตซึ่งละลายในน้ำได้
กระบวนการปั่นแห้ง ในกระบวนการนี้ เครื่องอัดรีดจะกดมวลที่หมุนผ่านหัวฉีดเข้าไปในแกนหมุนที่อุ่น ส่งผลให้เส้นใยต่อเนื่องแห้งเร็วและสม่ำเสมอในแกนหมุน เส้นใยลิกนินที่ปั่นจากสารละลายที่เป็นน้ำ และนี่คือกระบวนการใหม่และเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม เนื่องจากกระบวนการนี้ไม่ต้องการ การใช้ตัวทำละลายหรือสารเติมแต่งที่เป็นพิษ
ขั้นตอนต่อไปสำหรับการผลิตเส้นใยคาร์บอนคือ การทำให้คงตัวในอากาศร้อนและการทำให้เป็นคาร์บอนในภายหลัง ในเตาเผาที่มีอุณหภูมิสูง มีความคล้ายคลึงกับกระบวนการปกติเมื่อใช้พอลิอะคริโลไนไทรล์ เป็นเส้นใยตั้งต้น อย่างไรก็ตาม เส้นใยลิกนินยังทำให้เห็นถึงข้อได้เปรียบ เนื่องจากสามารถทำให้คงตัวได้อย่างรวดเร็วโดยเฉพาะอย่างยิ่งในเตาอบที่มีลมร้อน และต้องการเพียงอุณหภูมิที่ค่อนข้างต่ำในการทำให้เป็นคาร์บอน การประหยัดพลังงานในขั้นตอนกระบวนการเหล่านี้เมื่อเทียบกับพอลิอะคริโลไนไทรล์ อยู่ที่ประมาณ 50%
เส้นใยลิกนินที่ปั่นจากน้ำมีข้อดีในเชิงเทคนิค
ในกระบวนการใหม่สำหรับการผลิตเส้นใยลิกนินนั้น ไม้จะถูกแยกออกเป็นส่วนประกอบของลิกนินและเซลลูโลสก่อน กระบวนการย่อยซัลไฟต์ทำให้สามารถผลิตลิกโนซัลโฟเนตซึ่งละลายในน้ำได้ สารละลายลิกนินที่เป็นน้ำจึงเป็นวัสดุเริ่มต้นในการปั่นเส้นใย
กระบวนการปั่นแห้งช่วยให้ปั่นได้เร็ว ส่งผลให้สามารถผลิตวัสดุได้เป็นจำนวนมากในเวลาอันสั้นกว่าเส้นใยพอลิอะคริโลไนไทรล์นี่คือข้อได้เปรียบอีกประการหนึ่ง
ดังนั้นเส้นใยลิกนินที่ผลิตจากสารตั้งต้นจากกระบวนการปั่นด้ายใหม่ แสดงให้เห็นถึงข้อได้เปรียบที่ชัดเจนกว่าพอลิอะคริโลไนไทรล์ ในแง่ของประสิทธิภาพด้านต้นทุน และความเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม ในทางกลับกัน คุณสมบัติทางกลของเส้นใยคาร์บอนที่ผลิตจากเส้นใยคาร์บอนนั้นแทบจะเทียบเคียงได้ – ซึ่งมีความแข็งแรง ทนทาน และน้ำหนักเบาเช่นเดียวกับผลิตภัณฑ์ที่มีจำหน่ายทั่วไป
เส้นใยคาร์บอนที่ทำจากเส้นใยลิกนินที่ปั่นด้วยน้ำได้รับความสนใจเป็นพิเศษ สำหรับการใช้งานในภาคการก่อสร้างและยานยนต์ ซึ่งมีประโยชน์อย่างมากจากการลดต้นทุนในกระบวนการผลิต
