FIBRA DE CARBONO

INTRODUCCION

La fibra de carbono es una fibra sintética constituida por finos filamentos de 5–10 μm de diámetro y compuesto principalmente por carbono. Cada filamento de carbono es la unión de muchas miles de fibras de carbono. Se trata de una fibra sintética porque se fabrica a partir del poliacrilonitrilo. Tiene propiedades mecánicas similares al acero y es tan ligera como la madera o el plástico. Por su dureza tiene mayor resistencia al impacto que el acero.

ANTECEDENTES

Fueron desarrollados en las décadas  de 1950 como un refuerzo para la alta temperatura de los componentes de plásticos moldeados en misiles.
Las primeras fibras se fabrican por los filamentos hasta que son carbonizados.
En la década de 1960 se desarrollo el proceso utilizando poliacrinitrilo como materia prima.
En 1970 llevo a la introducción de fibras de carbono realizadas a partir de una brea de petroleo derivado de procesamiento de petroleo, estas fibras contenían aproximadamente un 80% de carbono y tenían una excelente resistencia a la flexión
Hoy en dia son una parte importante de muchos productos en EE.UU. Japón y Europa Occidental.

COMPOSICION

La estructura atómica de la FIBRA DE CARBONO es similar a la del grafito, consistente en láminas de átomos de carbono ordenados en un patrón regular hexagonal. La diferencia está en la manera en que esas hojas se entrecruzan. El grafito es un material cristalino en donde las hojas se sitúan paralelamente unas a otras de manera regular. Las uniones químicas entre las hojas es relativamente débil, lo que proporciona al grafito su blandura y brillo característicos. La fibra de carbono es un material amorfo: las láminas de átomos de carbono se colocan al azar, apretadas o juntas. Esta integración de las láminas de carbono es responsable de su alta resistencia.

La densidad de la fibra de carbono es de 1.750 kg/m³. Es conductor eléctrico y de alta conductividad térmica. Al calentarse, un filamento de carbono se hace más grueso y corto.

Su densidad lineal (masa por unidad de longitud, con la unidad * 1 tex = 1 g/1000 m) o por el número de filamentos por yarda, en miles.

OBTENCION

Se fabrica mediante un complicado proceso de calentamiento de un filamento orgánico, el cual es mas fácil de estirar o hilar en tramos largos.
Al principio de este proceso de calentamiento (piro lisis) se libra hidrógenos (H2) y a continuación nitrógeno (N2). Terminando la síntesis queda una estructura que es casi carbono puro.
La materia prima utilizada para fabricar la fibra de carbono es llamada precursor, cerca del 90 % de las fibras de carbono producidas son hechas de poliacrinitrilo (PAN), El 10% restantes es hecho de rayona brea de petroleo. Todos los materiales son polimeros organicos que se caracterizan por cadenas largas de moléculas unidas entres si por átomos de carbono. La composicion xacta de cada precursor variara de una compañía a otra y es generalmente considerado un secreto comercial.

PROPIEDADES

QUIMICAS
-Las fibras de carbono es resistentes a:
   -Corroxion
   -Fuego
   -Inercia quimica
   -Conductividad electrica
-Ante variaciones de temperatura conserva su forma

FISICAS:
-La dencidad de la fibra de carbono es de 1.750 kg/m2.
-Es conductor electrico y de baja conductividad termico.
-Punto de fusión  3800 (g) 3825 (k). 

APLICACIONES

-Refuerzo estructural de tuneles con fibra de carbono.
-Incremento de capacidad de cargas vivas en edificios y  puentes.
-Refuerzo sismicos de elementos estructurales tales como columnas
-Muros no reforzados de albañileria