Еще одним перспективным материалом, широко применяемым сегодня, является углеродное волокно. Оно представляет собой полимерный композит на основе армирующих нитей, расположенных в матрице из специальных полимерных смол. Его также называют карбоном или углепластиком. Сегодня остановимся подробнее на истории его открытия.
Впервые получение и использование углеродных нитей предложил Томас Эдисон в 1880 г. Он искал материал, устойчивый к нагреванию и обладающий высоким сопротивлением, для использования в качестве нитей накаливания в электрических лампах. Углеродные нити получались в результате пиролиза хлопкового или вискозного волокна, отличались хрупкостью и высокой пористостью и отлично подходили под цели ученого. Позже углеродные нити были заменены на вольфрамовые.
Снова интерес к углеродным волокнам проявился в середине 20 века. В это время активно вели поиск материалов, которые возможно использовать в качестве компонентов композитов для изготовления ракетных двигателей. Углеродное волокно оказалось одними из наиболее подходящим армирующим материалом, потому что оно обладает высокой термостойкостью, хорошими теплоизоляционными свойствами, коррозионной стойкостью к воздействию газовых и жидких сред, высокими удельными прочностью. Американский ученый Роджер Бэкон в 50-х годах проводил опыты по получению волокна за счет нагревания нити целлюлозы до процесса карбонизации. Позже этот способ был признан неудачным: конечный материал состоял только на 20% из углерода и имел низкие качественные показатели с точки зрения жесткости и прочности.
В начале 60-х доктор Акио Шиндо из Агентства науки и технологии Японии в качестве сырьевого материала решил использовать полиакрилонитрил. Это увеличило долю углерода в карбоновых волокнах до 55%.
На протяжении 70-х годов проводились различные эксперименты с единственной целью – найти оптимальный вариант для производства углеволокна. Именно тогда решили применять в качестве сырья нефтяной пек (вторичное сырье, получаемое при переработке нефти). Его использование позволило довести долю углерода до 85%.
Идет время и углеродное волокно уверенно завоевывает репутацию материала, который объединяет в себе два противоположных качества - прочность и лёгкость.