Il existe des différences significatives entre les filaments précurseurs de fibre de carbone et la fibre de carbone en termes de production et d'application. Les filaments précurseurs de fibre de carbone-également appelés précurseurs de fibre de carbone- font référence aux filaments polymères utilisés pendant le processus de fabrication de la fibre de carbone. En fonction du matériau spécifique utilisé pour le précurseur, ces filaments peuvent être classés en différents types, tels que les fibres de carbone à base de polyacrylonitrile (PAN) -, à base de brai -, à base de rayonne - et à base de vapeur -.
La fibre de carbone elle-même est un matériau carboné filamenteux caractérisé comme une fibre polymère inorganique d'un diamètre d'environ 5 à 10 micromètres et d'une teneur en carbone supérieure à 95 %. La fibre de carbone possède des propriétés physiques et chimiques exceptionnelles-notamment une faible densité, une résistance élevée, une-résistance aux températures élevées, une stabilité chimique, une résistance à la fatigue et une résistance à l'abrasion supérieures-en plus de présenter une excellente conductivité électrique et thermique, des capacités de blindage électromagnétique et un faible coefficient de dilatation thermique.
Les caractéristiques structurelles de la fibre de carbone sont déterminées par la structure de ses filaments précurseurs ainsi que par les variations du processus de carbonisation. Plus précisément, le choix du matériau précurseur et la procédure de carbonisation ultérieure exercent une influence directe sur les performances finales de la fibre de carbone.
Plusieurs projets techniques sont actuellement axés sur la production et l’optimisation de filaments précurseurs de fibres de carbone. Par exemple, un projet impliquant la filature sèche-humide de précurseurs de fibres de carbone à base de PAN-vise à parvenir à la production continue de filaments précurseurs de haute-qualité, structurellement uniformes, avec une ténacité supérieure à 7,0 g/denier. Ceci est réalisé grâce à l'utilisation de polymères PAN de poids moléculaire élevé-, d'une méthode de traitement en deux étapes-et d'une technologie de filage sec-humide, jetant ainsi une base fondamentale pour le développement de fibres de carbone à haute-résistance et à haut-module.
Un autre projet se concentre sur la conception innovante d'équipements de séchage pour les filaments précurseurs de fibres de carbone, visant à résoudre les problèmes associés aux systèmes de séchage conventionnels-en particulier, leur grande empreinte physique et leur tendance à gaspiller des ressources. En incorporant une chambre de séchage équipée d'un mécanisme à chenilles-et-à rouleaux, cette conception garantit le séchage complet des filaments de fibre de carbone tout en réduisant simultanément le volume global de la chambre de séchage et en minimisant l'espace au sol requis, entraînant ainsi des économies d'énergie.
En résumé, les filaments précurseurs de fibre de carbone et la fibre de carbone présentent des différences distinctes concernant leurs principes de production, leurs caractéristiques de performance et leurs domaines d'application ; en outre, grâce à l'innovation et à l'optimisation technologiques continues, il est possible d'améliorer efficacement à la fois l'efficacité de la production et la qualité des produits en fibre de carbone.
