碳卡绒是活性炭纤维面料。碳卡绒采用活性碳纤维材料,中空结构、空芯截面,织物质地柔软顺滑,触感更好,不起球,不缩水,活性炭纤维(ACF)亦称纤维状活性炭,是性能优于活性炭的高效活性吸附材料和环保工程材料,活性碳纤维是一种高科技产品,世界上只有少数国家能够生产,他的制品可以是丝、纸、毡、布等形式,活性碳纤维的市场价格为竹炭、颗粒活性碳的100倍,活性碳纤维选用植物纤维无纺布,经炭化和上千度的高温活化而成,属绿色制品,粘胶基活性炭纤维毡也是其公司的基础产品。
①活性碳纤维与活性炭颗粒的孔结构有很大的差异,活性碳纤维的孔分布基本上呈单分散态,主要由小于2.0nm的微孔组成,且孔口直接开口在纤维表面,其吸附质到达吸附位的扩散路径短,纤维直径细,故与被吸附物质的接触面积大,增加了吸附几率,且可均匀接触。②活性碳纤维比表面积大,最大可达2500㎡/g,约是活性炭颗粒的10~100倍:吸附容量大,约是活性炭颗粒的1.5~100倍;吸附能力为活性炭颗粒的400倍以上;吸附、脱附速度快,活性碳纤维对气体的吸附数10秒至数分钟可达平衡。③活性碳纤维孔径分布范围窄,绝大多数孔径在100Å以下,活性炭颗粒的内部结构有微孔、过渡孔和大孔之分,而活性碳纤维的结构只有微孔及少量的过渡孔,没有大孔,并且孔径均匀,分布比较狭窄,为0.1~1nm,这是ACF吸附选择性较好的原因。④活性碳纤维不仅对高浓度吸附质的吸附能力明显,对低浓度吸附质的吸附能力也特别优异,如当甲苯气体含量低到10ppm以下时,活性碳纤维还能对其吸附,而活性炭颗粒必须高于100ppm时方能吸附。
活性炭纤维毡用于有机溶剂的回收,对于从气相分离回收有机溶剂,如对苯类、酮类、酯类、石油类的废气均能从气相吸附回收。用活性炭纤维作溶剂回收材料吸附脱附速度快、处理量大,回收溶剂质量高,回收率可达90%以上。随着人类环保意识的不断加强,对于生存的环境,特别是对空气、水等净化密切相关的活性炭等环保材料的性能要求越来越高,粒状或粉状活性炭已能很好满足使用要求。传统的活性炭是一种粒状或粉状的炭材,自20世纪初实现工业化生产以来,在分离及净化水及其它液体的除臭、净化等方面得到广泛应用。粒状或粉状的结构,它的吸附速度较慢,分离效率不高,特别是它的物理形态在应用时有许多不便,限制了应用范围。活性炭纤维孔径小且分布窄,吸附速度快,吸附量大,容易再生。与粉状(5nm~30nm)活性炭相比,活性炭纤维在使用过程中产生的微粉尘少,可制成纱、线、织物、毡等多种形态的制品,使用时更加灵活方便。活性炭纤维被认为是21世纪最优秀的环保材料之一,在气体和液体净化、有害气体及液体吸附处理、溶剂回收、功能电极材料等方面已得到成功应用。饮用水的净化:随着工业的发展与都市人口的密集,水的污染越来越严重,都市区内的生活废水处理量已越来越大。在废水中特别是工业废水中的有机污染物有大量增加的趋势,并且化工、冶金、炼焦、轻工等产业中的废水为最主要的污染源,其含有的有毒物和有害物已在对生态环境构成威胁。随着城市化的加速,有机物的污染,都市生活污水量的不断增加,使工业废水中排放的有机物不仅数量增加而且有毒的物质,对环境造成极大危害,因此确保优质饮用水的供应是一件至关重要的事情。用活性炭纤维处理地下水可以获得很好的效果。自来水中的残氯也可用活性炭纤维吸附。地下水中的三氯乙烯(TCE)不仅使饮用水变味,而且在人体某一器官内积累后将诱发致癌,因此TCE的污染是一个非常严重的问题。活性炭纤维对水中TCE的吸附量为粒状活性炭的4倍。对大肠杆菌的吸附,所吸附的细菌数量随比表面积的增大而增大。细菌吸附量还与活性炭纤维表面银颗粒的大小有关。对水中的生物吸附,活性炭纤维也非常有效。近年来,城市人口的增加已使饮用水的供应不足,国内用活性炭处理三卤甲烷废水,其有效去除率仅为40%。对地下水的检测表明,在水中已含有多种氯化物,这些氯化物具有致癌作用,自来水中的含氯物质可用活性炭纤维加以去除。用活性炭纤维去除水中的三氯乙烯时,活性炭纤维的吸附量为粒状活性炭的4倍,在实际处理中可比活性炭大1个数量级。能够吸附的有机物有:烃类(苯、甲苯、二甲苯、三甲苯、正己烷、环己烷 等) ,卤代烃(氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、三氯乙烯、三氯乙烷、溴甲烷、 四氯化等),醛酮类(丙酮、环己酮、甲醛、乙醛、糠醛等),酯类(醋酸乙酯、醋酸丁酯等),醚类(甲醚、乙醚、甲乙醚等) ,醇类(甲醇、乙醇、异丙醇、丁醇等),聚合用单体(氯乙烯等)用于空气净化,可有效去除空气中各种有害恶臭物质,尤其是致癌物质、芳香族类的化合物(如苯类,醛类)可使空气洁净清新。用于污水处理,适用于处理含酚、医药、硫醇等难以分解的有机废水。用于食品、饮料、医药的净水处理;制糖酿酒行业生产中的脱色除臭、饮用水的净化、杀菌,自来水中去除余氯等用途。电子及能源方面的应用、可生产高容量电容、畜电池电极、导电发热材料等。在军事防护方面可用于战地施救做手套、敷料、绑带和防化屏,以及防化部队的化学防护服,还可用于军用床品及军用医用床品。目前活性炭纤维已广泛用于净水器,特别是载银活性炭纤维具有吸附和灭菌的双重功能。用载银活性炭纤维对大肠杆菌进行吸附,在银含量增加,比表面增大时,其吸附量增大,对水中其它微生物的吸附同样有效。其中知名度较大的有派斯涅普顿系列净水器;
活性碳纤维是经过活化的含碳纤维,将某种含碳纤维(如酚醛基纤维、PAN基纤维、黏胶基纤维、沥青基纤维等)经过高温活化(不同的活化方法活化温度不一样),使其表面产生纳米级的孔径,增加比表面积,从而改变其物化特性。活性碳纤维与活性炭,两个tan字不一样,前者带有石字旁,表示含碳元素的一类纤维,与非含碳纤维(如玻璃纤维)相对;而后者不带有石字旁,表示具体的物质,如煤炭、焦炭等。活性碳纤维定义传统的活性炭是一种经过活化处理的多孔炭,为粉末状或颗粒状,而活性碳纤维则为纤维状,纤维上布满微孔,其对有机气体吸附能力比颗粒活性炭在空气中高几倍至几十倍,在水溶液中高5~6倍,吸附速率快100~1000倍!没有确切数值,这与活性碳纤维的种类、制作工艺等有关。
碳纤维是一种力学性能优异的新材料,它的比重不到钢的1/4,碳纤维树脂复合材料抗拉强度一般都在3500Mpa以上,是钢的7~9倍,抗拉弹性模量为23000~43000Mpa亦高于钢。因此CFRP的比强度即材料的强度与其密度之比可达到2000Mpa/(g/cm3)以上,而A3钢的比强度仅为59Mpa/(g/cm3)左右,其比模量也比钢高。材料的比强度愈高,则构件自重愈小,比模量愈高,则构件的刚度愈大,从这个意义上已预示了碳纤维在工程的广阔应用前景,综观多种新兴的复合材料(如高分子复合材料、金属基复合材料、陶瓷基复合材料)的优异性能, 不少人预料,人类在材料应用上正从钢铁时代进入到一个复合材料广泛应用的时代。顾名思义,它不仅具有碳材料的固有本征特性,又兼备纺织纤维的柔软可加工性,是新一代增强纤维。与传统的玻璃纤维(GF)相比,杨氏模量是其3 倍多;它与凯芙拉纤维(KF-49)相比,不仅杨氏模量是其2倍左右,而且在有机溶剂、酸、碱中不溶不胀,耐蚀性出类拔萃。有学者在1981年将PAN基CF浸泡在强碱NaOH 溶液中,时间已过去20多年,它至今仍保持纤维形态。碳纤维是含碳量高于90%的无机高分子纤维 。其中含碳量高于99%的称石墨纤维。碳纤维的轴向强度和模量高,无蠕变,耐疲劳性好,比热及导电性介于非金属和金属之间,热膨胀系数小,耐腐蚀性好,纤维的密度低,X射线透过性好。但其耐冲击性较差,容易损伤,在强酸作用下发生氧化,与金属复合时会发生金属碳化、渗碳及电化学腐蚀现象。因此,碳纤维在使用前须进行表面处理。碳纤维可分别用聚丙烯腈纤维、沥青纤维、粘胶丝或酚醛纤维经碳化制得;按状态分为长丝、短纤维和短切纤维;按力学性能分为通用型和高性能型 。通用型碳纤维强度为1000兆帕(MPa)、模量为100GPa左右。高性能型碳纤维又分为高强型(强度2000MPa、模量250GPa)和高模型(模量300GPa以上)。强度大于4000MPa的又称为超高强型;模量大于450GPa的称为超高模型。随着航天和航空工业的发展,还出现了高强高伸型碳纤维,其延伸率大于2%。用量最大的是聚丙烯腈PAN基碳纤维。碳纤维可加工成织物、毡、席、带、纸及其他材料。碳纤维除用作绝热保温材料外,一般不单独使用,多作为增强材料加入到树脂、金属、陶瓷、混凝土等材料中,构成复合材料。碳纤维增强的复合材料可用作飞机结构材料、电磁屏蔽除电材料、人工韧带等身体代用材料以及用于制造火箭外壳、机动船、工业机器人、汽车板簧和驱动轴等。碳纤维是军民两用新材料,属于技术密集型和政治敏感的关键材料。50年代主要应用在火箭、宇航及航空等尖端科学,到80年代被广泛应用于体育器械、纺织、化工机械及医学领域。同时,随着高性能及超高性能的碳纤维的相继出现,它应用的范围越来越广,如A380、波音777、美国新型主战坦克,碳纤维比重占到15%以上。同时,随着碳纤维加工技术的普及,它的应用范围自80年代起逐渐涉及到民用方面。到目前为止,我国各种应用占碳纤维率需求比例分别为体育30%,航空10%,工业60%。体育用碳纤维主要应用于高尔夫棒、网球拍、赛车、弓箭、跳竿、冰球棒、游艇、赛艇、滑翔机、人力飞机、帆船桅杆、摩托车及登山用品,如登山杖、滑雪杖、攀岩头盔等。
活性炭纤维有很多不同类别 通常情况下密度小于0.2g/cm³,而通过 改变在热压纤维过程中的压力可以制备出密度在 0.2~0.86 g/cm3的块状活性炭纤维一种高密度活性炭纤维的制备方法是按重量比为0.08~0.6∶1将粘合剂加入活性炭纤维中1立方米大概是200kg.
活性碳纤维与活性炭,两个tan字不一样,前者带有石字旁,表示含碳元素的一类纤维,与非含碳纤维(如玻璃纤维)相对;而后者不带有石字旁,表示具体的物质,如煤炭、焦炭等。活性碳纤维应理解成“活性+碳纤维”,而不是“活性炭+纤维”。由于对活性碳纤维的研究还处于初级阶段,对很多物质的吸附机理尚不清楚,还处于实验室研究阶段,工业上应用还不广泛,所以对其名字也没有明确的规定,现在一般“活性碳纤维”与“活性炭纤维”通用。
没有。活性炭纤维烧完没有了。因为活性炭温度高于300度的话,就会自燃。燃烧后的活性炭纤维就会变成灰,没用了。活性炭纤维的体积密度小,滤阻小、可吸附粘度较大的液态物质,且动力损耗小。
活性碳纤维的纤维直径为5~20μm,比表面积平均在1000~1500m2/g左右,平均孔径在1.0~4.0nm,微孔均匀分布于纤维表面。与活性炭相比,活性碳纤维微孔孔径小而均匀,结构简单,对于吸附小分子物质吸附速率快,吸附速度高,容易解吸附。与被吸附物的接触面积大,且可以均匀接触与吸附,使吸附材料得以充分利用。效率高,且具有纤维、毡、布和纸等各种纤细的表态,孔隙直接开口在纤维表面,其吸附质到达吸附位的扩散路径短,且本身的外表面积较内表面积高出两个数量级。对于有些大分子或颗粒物质,如二恶英、粉尘等,体积已经接近乃至大于活性碳纤维微孔体积,难以被吸附,相比较活性炭更占有优势。拦截功能对比表:粉末活性炭(Pac)《颗粒活性炭(GAC)《活性炭棒(CTO)《 PP《碳纤维(ACF)吸附功能对比表:粉末活性炭(Pac)《活性炭棒(CTO)《颗粒活性炭(GAC)《碳纤维(ACF)结构说明:微孔形结构:微孔半径在2nm以下,其孔径分布窄,特殊的细孔呈单分散分布,由不同尺寸的微细孔隙组成其结构,并且中孔、小孔扩散呈现出多分散型分布,在各细孔结构中的差别较大,其主要原因在于原料的不同。在活性炭纤维中无大孔,只有少量的过渡孔,微孔分布在纤维表面,其吸附速率快,活性炭纤维丝束的空间起大孔作用,对气相与液相物质具有较好的吸附作用,其外比表面积大,吸脱速度快,为粒径活性炭10~100倍。随着比表面积增大,细孔的平均孔径随之增大,细孔容积增加,在细孔内发生吸附后充填细孔内。其比表面积增大吸附容量大,为粒状活性炭的10倍,可吸附处理低浓度废气或具有高活性的物质。活性炭纤维的体积密度小,滤阻小、可吸附粘度较大的液态物质,且动力损耗小。表面化学结构:活性碳纤维固体表面原子呈不饱和结构,具有独特的表面化学性能,微晶在燃烧温度低时易与氧化介质发生反应生成氧化产物,主要有羧基、酚基、醌基等含氧基团,及含硫基、氮元素、卤素等官能团。其表面酸性与吸附平衡有密切的关系。按照国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)的分类标准,吸附剂的细孔分为三类:孔径大于50nm的为大孔,2nm~50nm的为中孔,0.8nm~2nm的为微孔以及小于0.8nm的为亚微孔。活性炭纤维的孔主要是乱层结构炭和石墨微晶形成的微孔。微孔的大量存在使活性炭纤维的表面积增大,同时也使其吸附量提高。吸附剂中的大孔是作为被吸附分子到达吸附位的通道,它控制着吸附速度;活性炭纤维其纤维直径一般在10nm~13nm、外表面积大、微孔丰富且分布窄、易于与吸附质接触、扩散阻力小,所以其吸脱附速度快,有利于吸附分离。而且,可以根据需要制成毡、布、纸等各种形态,适应于多种用途。活性炭纤维是由CF活化而成。CF为多晶乱层石墨结构,转化成活性炭纤维后,结构基元不变化。活性炭纤维是非均匀性的多相结构。由于高温水蒸气将部分原子脱去后形成微孔结构使之生成羧基、羰基等含氧活性基团,使其表面的酸性增加。比表面积约为1200m2/g,远大于CF,在苛刻条件下活化时可达3000m2/g。活性炭纤维为分布狭窄单一孔径的微孔结构,其孔可以产生毛细管的凝聚作用。由于具有微孔,其吸附、脱附速率远大于两个数量级,吸附量大。在填充床中流体的床层阻力小,可作为催化剂与催化剂载体使用在活性炭纤维分子内的痕量杂原子为磷、氮、氯等。在活化时,部分杂原子被脱去后,表面的杂质大大减少。由于活化中氧化气体的作用,表面含氧基团增强,主要有酸性基团,如羧基等。中性基完备如羰基、内酯基等。碱性基团有过氧化基等。活性炭纤维会因活化的方法不同,而生成不同表面含氧基与表面酸碱性不同的产物。在水的作用下,其氧化还原能力更强。由于水的存在可以使一些基团氧化成羟基。由此在表面含氧基团数目增加后,表面氧化还原容量增大。