Comparative Analysis of the Properties of Active Carbon Fibres Obtained from Different Precursors

Babeł, K.; Krucińska, I.; Cisło, R.; Koszewska, M.

Artykuł - szczegóły

Tytuł artykułu

Comparative Analysis of the Properties of Active Carbon Fibres Obtained from Different Precursors

Autorzy

Babeł K. , Krucińska I. , Cisło R. , Koszewska M.

Wybrane pełne teksty z tego czasopisma

Identyfikatory

Warianty tytułu

Analiza porównawcza właściwości włókien węglowych otrzymanych na bazie różnych prekursorów

Języki publikacji

Abstrakty

This paper presents the changes to some properties and structural features of four types of polymer fibres and the nonwovens obtained from them during fibre pyrolysis and the following steam activation at a temperature of 850 °C of the carbon nonwovens obtained. The changes in tenacity of the precursor, the carbon, and the active carbon nonwovens as the result of thermal and oxidation processing were tested, among others. We stated that the loss of tenacity mainly takes place during the pyrolysis and the accompanied radical reconstruction of the fibre structure. The activation process, although connected with a further great loss of mass, causes relative significantly small changes in the tenacity of the active carbon nonwovens obtained from viscose and phenolic resin-based fibres, whereas the mechanical properties of active carbon nonwovens obtained from polyacrylonitrile fibres as a precursor decrease even further considerably.

W artykule omówiono zmiany pewnych właściwości i cech strukturalnych czterech typów włókien i włóknin z nich otrzymanych poprzez proces pirolizy włókien a następnie proces aktywacji parą wodną w temperaturze 850 oC. Oceniano między innymi zmiany wytrzymałości prekursora i aktywowanych włóknin węglowych otrzymanych w wyniku obróbki cieplnej i utleniania. Stwierdzono, że utrata wytrzymałości ma miejsce głównie podczas procesu pirolizy i towarzyszy przebudowie struktury włókna. Proces aktywacji, mimo że połączony z późniejszym dużym spadkiem masy, powoduje względnie małe zmiany wytrzymałości włóknin węglowych otrzymanych z włókien wiskozowych i włókien bazujących na żywicach fenolowych, podczas gdy właściwości mechaniczne włóknin węglowych otrzymanych z włókien, których prekursorem był poliakrylonitryl obniżają się znacznie.

Słowa kluczowe

polymer fibres precursor carbon fibres active fibres nonwovens pyrolysis tenacity sorption properties

włókna polimerowe prekursor włókna węglowe włókno aktywne włókniny piroliza wytrwałość właściwości sorpcyjne

Wydawca

Sieć Badawcza Łukasiewicz - Łódzki Instytut Technologiczny

Czasopismo

Fibres & Textiles in Eastern Europe

Rocznik

2006

Tom

Vol. 14, no. 4 (58)

Strony

79--86

Opis fizyczny

Bibliogr. 37 poz., rys.

Twórcy

autor

Babeł K.

kbabel@op.pl

Institute of Chemical Technology of Wood, Academy of Agriculture ul. Wojska Polskiego 38/40, 60-631 Poznań, Poland

autor

Krucińska I.

Department of Textile Metrology Faculty of Textile Engineering and Marketing Technical University of Łódź ul. Żeromskiego116, 90-543 Łódź, Poland

autor

Cisło R.

Department of Textile Metrology Faculty of Textile Engineering and Marketing Technical University of Łódź ul. Żeromskiego116, 90-543 Łódź, Poland

autor

Koszewska M.

Department of Textile Metrology Faculty of Textile Engineering and Marketing Technical University of Łódź ul. Żeromskiego116, 90-543 Łódź, Poland

Bibliografia

1. Juntgen H.: New Application for Carbonaceus Adsorbents, Carbon, Vol.15, 1977.
2. Nousiainen P., Nieminen M., Heidar S., Laine J.: Activated Carbon Fibres in Composites, Chemically Protective Clothing and Air Purification, Proceedings of the Conference “Textiles and Composites 92”, Tampere Finland 15-18 June 1992.
3. Hagege R.: Carbone active pour filtres des gaz, Technical Usage of Textiles, No13, 1994.
4. Byrne J.F., Marsh H.: Porosity in carbons: Characterization and Application, ed. Patric J.W.: Edward Arnold London, Melbourne Auckland., 1995.
5. Urbańczyk G.: Nauka o włóknie, Ed. WNT, Warszawa, 1985.
6. Ermolenko I.N., Lyubliner I.P., Gulko N.V.: Chemical modified carbon fibers and their applications, Ed. VCH Weinheim, 1990.
7. Babeł K.: Porous structure evolution of cellulose carbon fibres during heating in the initial activation stage, Fuel Processing Technology, 85, 75-89,2003.
8. Galin M., Le Roy M.: Pyrolysis eclair de polyacrylonitriles entre 400 et 800 °C, Europ. Polim, J. 12: 25-33, 1976.
9. Edie D. D. : The effect of processing on the structure of carbon fibers, Carbon 36: 345-362. (1998).
10. Paiva M. C., Bernardo C. A., Nardin M.: Mechanical, surface and interfacial characterization of pitch and PAN-based carbon fibres, Carbon 38: 1323-1337, 2000.
11. Serp P., Figueiredo J. I., Bretrand P., Issi J. P.: Surface treatments of vapor-grown carbon fibers produced on a substrate, Carbon 36, 1791-1799, 1998.
12. Dobb M. G., Johnson D. J., Park R.: Compressional behavior of carbon fibers, J. Mater. Sci. 25; 829-836. 1990.
13. Oberlin A. (1984): Carbonization and grafhitization, Carbon 22: 521-541, 1984.
14. Gulgon M., Oberlin A., Dasarmot G. : Microtexture and structure of some high tensile strength, PAN based carbon fibers, Fiber Sci. Technol.: 20,55-61. 1984.
15. Dobb M. G., Guo H., Johnson D. J., Park R.: Structure-compressional property relation in carbon fibres, Carbon 33: 1553-1559, 1995
16. Hayes J. S.: Novolid Fibers, Amercan Kynol 16, 125-138, 1981.
17. Freeman J. J., Tomlinson J. B., Sing K. S. W., Theocharis C. R.: Adsorption of nitrogen and water vapour by activated NOMEX chars, Carbon, vol. 33, 795-799, 1995.
18. Blanco Lopez M. C., Martinez Alonso A., Tascon J. M. D.: N2 and CO2 adsorption on activated carbon fibres prepared from Nomex chars, Carbon, vol. 38, 2000, 1177- 1182.
19. Jamoud M., Martinez-Alonso A., Tascon J. D.: Textural properties of activated carbon fibers prepared from Kevlar floks, Eurocarbon 2000, 1st World Conference on Carbon, Berlin 9-13 July 2000.
20. Edie D. D.: The effect of processing on the structure and properties of carbon fibers, Carbon, vol 36, 345-362, 1998.
21. Rodriguez Reinoso F., Pastor A. C., Marsh H., Martinez M.A.: Preparation of activated carbon cloth from viscous rayon. Part II; physical activation processes; Carbon, 38: 379-395, 2000.
22. Pastor A. C., Rodriguez Reinoso F., Marsh H., Martinez M. A.: Preparation of activated carbon cloth from viscous rayon. Part I; carbonization processes; Carbon, 37:1275-1283, 1999.
23. Carrott F.J.M., Freeman J.J.: Evolution of micropore structure of activated charcoal cloth, Carbon, vol. 29, 499-506,1991.
24. Gurudatt K., Tripathi V. S.: Studies of changes in morphology during carbonization and activation of pretreated viscose rayon fabrics, Carbon, vol. 36, 1371-1377,1998.
25. Ismah I.M.K., On the reactivity, structure, and porosity of carbon fibers and fabrics, Carbon vol. 29, 777-792, 1991.
26. Bradley R.H.: Mechanical properties of carbon materials in Sciences of carbon materials Ed.: H. Marsh, F. Rodriguez-Reinoso, Universidad de Alicante, 2000.
27. Donnet J-B., Bansal R.C., Carbon fibres, II edit., Marcel Dekker, Inc.,NJ and Basel, 1998.
28. Kapteijn F., Moulijn A. J., Matzner S., Boehm H. P.: The development of nitrogen functionality by model char] during gasification in CO2 and O2, Carbon, vol. 37, pp. 1143-1150, 1999.
29. Rouquerol F., Rouquerol J., Sing K. S. W.: Adsorption by Powder and Porous Solids Academic Press, London, 1999.
30. Tang M. M., Bacon R.: Carbon, vol. 2, 211-220, 1964.
31. Jurewicz K., Babeł K., Ziółkowski A., Wachowska H., Kozłowski M.: Ammoxidation of brown coals for supercapacitors, Fuel Procesing Technology,vol 77-78, 191- 198, 2002.
32. Jurewicz K., Babeł K., Ziółkowski A., Wachowska H.: Ammoxidation of active carbons for improvement of supercapacitor characteristics, Vol. 48, pp. 1431 –1498, Electrochimica Acta, 2003.
33. Trick K. A., Saliba T. E., Sandhu S.S.: A kinetic model of the pyrolysis of phenolic resin in carbon/resin phenolic composite, Carbon, vol 35, 393-401, 1997.
34. Oya A., Yoshida S., Formation of mesopores in phenolic resin-derived carbon fiber by catalytic activation using cobalt, Carbon, vol. 33,1085-1090, 1995.
35. Roman Martinez M. C., Casorla Amoros D., Linares Solano A.: Structural study of a phenolformaldechyde char, Carbon, vol. 34, 719-727, 1996.
36. Babeł K.: Porous Structure Evolution of Cellulose Fibres During Oxidation in Dioxide. Adsorption Science & Technology, 21(4), 363-371, 2003.
37. Krucińska I., Babeł K., Włochowicz A., Kiełczewski M.: Fibres & Textiles in Eastern Europe, 5 (1996).of Active Carbon Nonwovens’, Fibres & Textiles in Eastern Europe, No. 3(47)2004, pp. 70-74.

Typ dokumentu

Bibliografia

Identyfikator YADDA

bwmeta1.element.baztech-f03715c3-4b4b-4c76-ab14-94f9c34d21f1