La fibre de carbone possède d'excellentes propriétés physiques et chimiques telles qu'une résistance élevée, un module élevé, une faible densité, un poids léger, une résistance à la corrosion chimique et une résistance aux températures élevées.
La fibre de carbone présente d'excellentes propriétés physiques et chimiques, telles qu'une résistance élevée, un module élevé, une faible densité, une légèreté, une résistance à la corrosion chimique et une résistance aux hautes températures. Elle peut être utilisée dans l'aérospatiale, les capteurs, les pales d'éoliennes, le transport ferroviaire, la sécurité et bien d'autres domaines. La fibre de carbone ultra-haute performance offre un large éventail d'applications et sa demande ne cesse de croître, ce qui en fait un pôle de recherche majeur. En matière de production et de recherche sur la fibre de carbone, le Japon et les États-Unis occupent une position dominante. Ce qui suit présente principalement le développement de leurs entreprises de production et instituts de recherche sur la fibre de carbone ces dernières années.
Japon Toray
Face à cette nouvelle situation, Toray intégrera mi-juillet 2021 l'institut de recherche sur les composites en fibre de carbone (PRFC) de CFE, une société française de production et de vente de fibres de carbone, à son activité Toray Advanced Composites aux Pays-Bas (TAC), et accélérera le développement de préimprégnés thermoplastiques pour les avions de nouvelle génération. À moyen terme, la lutte contre le changement climatique et la satisfaction des besoins de l'industrie énergétique future constitueront un objectif important pour Toray Carbon Fiber et son industrie PRFC. Toray se concentre actuellement sur la recherche et le développement de trois nouvelles technologies : le développement conjoint avec Mitsui Offshore Development Co., Ltd. d'une nouvelle technologie de réparation des équipements flottants de stockage et de transport de pétrole et de gaz naturel offshore en PRFC ; l'utilisation d'une technologie à haute conductivité thermique pour développer des PRFC avec une dissipation thermique équivalente à celle du métal ; et l'utilisation de fibres de carbone poreuse de type fibre creuse comme support et d'une fine membrane de carbone avec fonction de séparation en surface pour former une membrane de séparation du CO2 avec une structure bicouche entièrement en carbone. Par rapport à la membrane de séparation inorganique précédente, cet équipement peut être miniaturisé. années d'industrialisation.
Teijin
L'activité fibre de carbone de Teijin a subi une perte de 6,7 milliards de yens en raison de la baisse de la demande de voitures et d'avions pendant la pandémie de COVID-19. Suite à la forte baisse des ventes d'applications aéronautiques, l'entreprise a renforcé ses ventes dans les secteurs des pales d'éoliennes et des sports et loisirs. Elle a également commencé à produire et à vendre des préimprégnés en fibre de carbone pour des applications sportives et de loisirs au Vietnam, notamment des cannes à pêche, des clubs de golf, des automobiles et des glaces. Pour des applications connexes telles que les clubs, la production de produits aéronautiques sera envisagée à l'avenir. Le nouveau préimprégné en bande CF/PPS unidirectionnel « TenaxTM TPUD », produit par la filiale européenne de Teijin Carbon Fiber, présente une meilleure résistance chimique, une meilleure résistance à la chaleur, une meilleure recyclabilité, une faible absorption d'eau, une stabilité dimensionnelle et une résistance aux hautes températures. Il est également résistant au fluage et peut être moulé rapidement, stocké et transporté à température ambiante. Teijin a également développé la fibre de carbone fonctionnelle ultrafine « PotenCia », d'un diamètre de 0,1 à 0,5 µm, qui présente les avantages d'une faible cristallinité, d'une excellente dispersion et d'une faible résistance. Elle conviendra à l'avenir comme additif conducteur pour les batteries secondaires lithium-ion et les condensateurs double couche.
Le Georgia Institute of Technology, l'Université de Floride, l'Université du Connecticut, le Laboratoire de recherche de l'armée de l'air de la base aérienne Wright-Patterson, l'UES.Dayton et Boeing ont étudié conjointement la préparation et le traitement des fibres de carbone poreuses et creuses, ainsi que la relation entre leur structure et leurs performances. Le filament composite mer-île est produit par la méthode de filage mer-île. Le polyacrylonitrile (PAN) est le composant mer, le polyméthacrylate (PMMA) est le composant îlot à éliminer, puis carbonisé en un multifilament de fibre de carbone creuse continue à section alvéolaire. Sa densité est de 1,15 g/cm³, soit 30 % inférieure à celle des fibres de carbone ordinaires ; sa résistance à la traction est de 2,3 à 3,0 GPa, soit environ 60 % supérieure à celle de la nuance T300 ; la résistance à la traction de l'IM7 est environ 20 % supérieure et supérieure à 1,6 GPa des fibres de carbone creuses précédemment décrites.
