Development of commodity grade, lower cost carbon fiber commercial applications / C. D. Warren in SAMPE JOURNAL, Vol. 45, N° 2 (03-04/2009)  

[article]  inSAMPE JOURNAL > Vol. 45, N° 2 (03-04/2009) . - p. 24-36 Titre : Development of commodity grade, lower cost carbon fiber commercial applications Type de document : texte imprimé Auteurs : C. D. Warren, Auteur ; F. L. Paulauskas, Auteur ; F. S. Baker, Auteur ; C. C. Eberle, Auteur ; A. Naskar, Auteur Année de publication : 2009 Article en page(s) : p. 24-36 Note générale : Bibliogr. Langues : Américain (ame) Catégories : Automobiles -- Matériaux Carbonisation Composites à fibres de carbone Fibres de carbone Fibres textiles synthétiques Lignine La lignine est un des principaux composants du bois, avec la cellulose, l'hémicellulose et des matières extractibles. La lignine est présente principalement dans les plantes vasculaires et dans quelques algues. Ses principales fonctions sont d'apporter de la rigidité, une imperméabilité à l'eau et une grande résistance à la décomposition. Toutes les plantes vasculaires, ligneuses et herbacées, fabriquent de la lignine. Quantitativement, la teneur en lignine est de 3 à 5 % dans les feuilles, 5 à 20 % dans les tiges herbacées, 15 à 35 % dans les tiges ligneuses. Elle est moindre pour les plantes annuelles que pour les vivaces, elle est maximum chez les arbres. La lignine est principalement localisée entre les cellules (voir parois pectocellulosiques), mais on en trouve une quantité significative à l'intérieur même de celles-ci. Bien que la lignine soit un réseau tridimensionnel hydrophobe complexe, l'unité de base se résume essentiellement à une unité de phénylpropane. La lignine est le deuxième biopolymère renouvelable le plus abondant sur la Terre, après la cellulose, et, à elles deux, elles cumulent plus de 70 % de la biomasse totale. C'est pourquoi elle fait l'objet de recherches en vue de valorisations autres que ses utilisations actuelles en bois d'Å“uvre et en combustible. Voie de biosynthèse : La lignine est une molécule dont le précurseur est la phénylalanine. Cet acide aminé va subir une cascade de réactions faisant intervenir une dizaine de familles d'enzymes différentes afin de former des monolignols. Ces enzymes sont : phénylalanine ammonia-lyase (PAL), cinnamate 4-hydroxylase (C4H), 4-coumarate:CoA ligase (4CL), hydroxycinnamoyl-CoA shikimate/quinate hydroxycinnamoyl transferase (HCT), p-coumarate 3-hydroxylase (C3H), caffeoyl-CoA o-methyltransferase (CCoAOMT), cinnamoyl-CoA reductase (CCR), ferrulate 5-hydroxylase (F5H), caffeic acid O-methyltransferase (COMT) et cinnamyl alcohol deshydrogenase (CAD). Dans un certain nombre de cas, des aldéhydes peuvent également être incorporés dans le polymère. Micro-ondes Oxydation Polyacrylonitrile Technique des plasmas Textiles et tissus à usages techniques Index. décimale : 677.4 Textiles artificiels Résumé : In pursuit of the goal to produce ultra-lightweight fuel efficient vehicles, there has been great excitement during the last few years about the potential for using carbon fiber reinforced composites in high volume applications. Currently, the greatest hurdle that inhibits wider implementation of carbon fiber composites in transportation is the high cost of the fiber when compared to other candidate materials. As part of the United States Department of Energy's FreedomCAR initiative, significant research is being conducted to develop lower cost, high volume technologies for producing carbon fiber. This paper will highlight the on-going research in the area. Through Department of Energy (DOE) sponsorship, Oak Ridge National Laboratory (ORNL) and its partners have been working with the Automotive Composites Consortium (ACC) to develop technologies that would enable the production of carbon fiber at 11.00-15.40 dollars per kilogram (5-7 dollars per pound). Achievement of this cost goal, would allow the introduction of carbon fiber based composites into a greater number of applications for future vehicles. The goal of lower cost carbon fiber has necessitated the development of both alternative precursors and more efficient production methods. Alternative precursors under investigation include textile grade polyacrylonitrile (PAN) fibers and fibers from lignin-based feedstocks. Previously, as part of the research program, Hexcel Corporation developed the science necessary to allow textil grad PAN to be used as a precursor rather than typical carbon fiber grade precursors. Efforts are also underway to develop carbon fiber precursors from lignin-based feedstocks. ORNL and its partners are working on this effort with domestic pulp and paper producers and with current and future ethanol fuel producers. In terms of alternative production methods, ORNL has developed a microwave-based carbonization unit that can process pre-oxidized fiber at over 200 inches per minute. ORNL has also developed a new method of high speed oxidation and a nex method for precursor stabilization. Additionally, novel methods of activating carbon fiber surfaces are under development which allow atomic oxygen concentrations as high as 25-30 % to be achieved rather than the more typical 4-8 % achieved by the standard industrial ozone treatment. Note de contenu : - Background - Lignin-based precursors - Textile-based precursors - Advanced stabilization and oxidation - Microwave-assisted plasma carbonization. En ligne : https://drive.google.com/file/d/1lZ-7t8rnUVjTbLX0rApQztSFu9EzYgyu/view?usp=drive [...] Format de la ressource électronique : Pdf Permalink : https://e-campus.itech.fr/pmb/opac_css/index.php?lvl=notice_display&id=10742 [article]

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