یو! من یک تامین کننده فیبر کربن هستم و مدتی در این بازی بودم. فیبر کربن چیز بسیار شگفت انگیزی است. این قوی، سبک وزن است و کاربردهای زیادی دارد، از هوافضا گرفته تا تجهیزات ورزشی. اما مانند هر فرآیند تولیدی، تولید فیبر کربن اثرات زیست محیطی خود را دارد. بیایید به این بپردازیم که اینها چیستند.
انرژی - تولید فشرده
اول از همه، ساخت فیبر کربن بسیار انرژی - فشرده است. این فرآیند با یک ماده پیش ساز شروع می شود و رایج ترین آن پلی اکریلونیتریل (PAN) است. می توانید در مورد آن بیشتر بدانیدتابه فیبر. مراحل اولیه شامل چرخاندن مواد پیش ساز به الیاف است و سپس این الیاف از یک سری عملیات حرارتی عبور می کنند.
فرآیند تثبیت، که در آن الیاف در یک محیط غنی از اکسیژن گرم می شوند، به انرژی زیادی نیاز دارد. مرحله کربونیزاسیون، که در پی می آید و در یک محیط بدون اکسیژن و در دماهای بالاتر انجام می شود، همچنین یک گاز دهنده انرژی عظیم است. مصرف انرژی بالا در بیشتر موارد به معنای اتکای بیشتر به سوخت های فسیلی است و این به طور مستقیم به انتشار گازهای گلخانه ای کمک می کند.
بر اساس برخی مطالعات، تولید یک کیلوگرم فیبر کربن می تواند بین 100 تا 200 کیلووات ساعت برق مصرف کند. این بسیار بیشتر از چیزی است که برای ساخت مواد سنتی مانند فولاد یا آلومینیوم نیاز است. و همانطور که همه ما می دانیم، سوزاندن سوخت های فسیلی برای تولید آن الکتریسیته، دی اکسید کربن و سایر آلاینده ها را در جو آزاد می کند.
استفاده از مواد شیمیایی
یکی دیگر از نگرانی های مهم زیست محیطی در تولید فیبر کربن، استفاده از مواد شیمیایی است. در طول فرآیند تولید، از مواد شیمیایی مختلف برای اهداف مختلف استفاده می شود. به عنوان مثال، از حلال ها در فرآیند ریسندگی برای حل کردن مواد پیش ساز و ایجاد الیاف استفاده می شود. این حلال ها می توانند ترکیبات آلی سمی و فرار (VOCs) باشند.
هنگامی که این حلال ها در طول تولید تبخیر می شوند، می توانند به آلودگی هوا کمک کنند. آنها نه تنها برای محیط زیست بلکه برای سلامت کارگران در تأسیسات تولیدی نیز به خطر می افتند. علاوه بر این، زباله های تولید شده از این فرآیندهای شیمیایی باید به درستی مدیریت شوند. در غیر این صورت می تواند خاک و منابع آب را آلوده کند.
تولید زباله
زباله همچنین در تولید فیبر کربن نقش مهمی دارد. مقدار قابل توجهی از مواد قراضه در طول فرآیند تولید تولید می شود. این ضایعات می تواند به صورت الیاف کوتاه یا محصولات غیرمشخص باشد. دفع این زباله ها می تواند چالش برانگیز باشد.
فیبر کربن به راحتی زیست تخریب پذیر نیست، بنابراین دفن زباله راه حل بلندمدتی عالی نیست. و بازیافت فیبر کربن هنوز در مراحل اولیه است. در حالی که برخی از روش های بازیافت در دسترس هستند، اغلب گران هستند و بسیار کارآمد نیستند. بنابراین، بسیاری از زبالهها در محلهای دفن زباله قرار میگیرند، فضا را اشغال میکنند و به طور بالقوه مواد مضر را در طول زمان شسته میشوند.
منبع یابی مواد اولیه
منبع یابی مواد پیش ساز نیز پیامدهای زیست محیطی دارد. همانطور که قبلاً اشاره کردم، PAN متداول ترین پیش ساز مورد استفاده است. تولید PAN خود ردپای محیطی خاص خود را دارد. این شامل استفاده از مواد پتروشیمی است که منابع تجدید ناپذیر هستند. استخراج و فرآوری این مواد پتروشیمی می تواند منجر به تخریب زیستگاه، آلودگی آب و آلودگی هوا شود.
مواد پیش ساز دیگری مانند ابریشم مصنوعی وجود دارد، و می توانید بررسی کنیدفیبر کربن ریونبرای اطلاعات بیشتر ریون از سلولز ساخته شده است که یک منبع تجدید پذیر است. با این حال، فرآیند تولید الیاف کربن ریون شامل استفاده از مواد شیمیایی و انرژی نیز می شود، بنابراین این امر خالی از نگرانی های زیست محیطی نیست.
پرداختن به اثرات زیست محیطی
به عنوان یک تامین کننده فیبر کربن، من از این مسائل زیست محیطی آگاه هستم و همیشه به دنبال راه هایی برای کاهش آن هستم. یکی از کارهایی که میتوانیم انجام دهیم، سرمایهگذاری در فناوریهای تولید کارآمدتر انرژی است. برخی از روشهای گرمایش و پردازش جدید در حال توسعه هستند که انرژی کمتری مصرف میکنند. به عنوان مثال، برخی تحقیقات بر روی استفاده از انرژی مایکروویو برای عملیات حرارتی متمرکز شدهاند که به طور بالقوه میتواند مصرف انرژی را کاهش دهد.
رویکرد دیگر بهبود مدیریت شیمیایی است. با استفاده از حلالهای سمی کمتر و پیادهسازی سیستمهای بازیافت بهتر برای مواد شیمیایی مورد استفاده در تولید، میتوانیم آلودگی هوا و میزان زبالههای شیمیایی تولید شده را کاهش دهیم.
در زمینه زباله، باید از توسعه فناوری های بازیافت کارآمدتر حمایت کنیم. در حال حاضر برخی از شرکت ها در حال کار بر روی تجزیه ضایعات فیبر کربن و استفاده مجدد از آن در محصولات جدید هستند. با فراگیرتر شدن این فناوریها، میتوانیم میزان فیبر کربنی که به محلهای دفن زباله میرود را کاهش دهیم.
ما همچنین باید مواد پیش ساز جایگزین را بررسی کنیم.فیبر کربن چیننوآوری زیادی در این زمینه نشان می دهد. شاید منابع تجدیدپذیر دیگری وجود داشته باشد که بتوان از آنها به عنوان پیش ساز استفاده کرد که می تواند اتکای ما به پتروشیمی ها را کاهش دهد.
چرا فیبر کربن هنوز ارزشش را دارد؟
علیرغم این اثرات زیست محیطی، فیبر کربن مزایای زیادی دارد. نسبت قدرت - به - وزن آن بی نظیر است، به این معنی که در کاربردهایی مانند هوافضا، می تواند مصرف سوخت را به میزان قابل توجهی کاهش دهد. در صنعت خودروسازی، استفاده از قطعات فیبر کربنی میتواند خودروها را سبکتر و مصرف سوختتر کند، که در دراز مدت میتواند برخی از اثرات زیستمحیطی تولید آن را جبران کند.
بیایید صحبت کنیم
اگر در بازار فیبر کربن هستید و نگران اثرات زیست محیطی آن هستید، من اینجا هستم تا با هم گپ بزنم. میتوانم درباره اقداماتی که برای پایدارتر کردن فرآیند تولید خود انجام میدهیم، بیشتر به شما بگویم. چه در حال کار بر روی یک پروژه در مقیاس کوچک یا یک برنامه صنعتی در مقیاس بزرگ باشید، ما می توانیم راه حل مناسب فیبر کربن را برای شما پیدا کنیم. با ما تماس بگیرید و بیایید در مورد نیازهای فیبر کربنی شما صحبتی را شروع کنیم.
مراجع
- "ارزیابی چرخه زندگی تولید فیبر کربن" توسط برخی از محققان محیط زیست
- گزارش های صنعت در مورد تولید فیبر کربن و جنبه های زیست محیطی آن