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Produção ultrarápida de fibras de carbono ativadas a partir de PAN têxtil

Processo: 07/04396-5
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Doutorado
Vigência (Início): 01 de outubro de 2007
Vigência (Término): 30 de setembro de 2011
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia Aeroespacial
Pesquisador responsável:Choyu Otani
Beneficiário:Jossano Saldanha Marcuzzo
Instituição-sede: Divisão de Ciências Fundamentais (IEF). Instituto Tecnológico de Aeronáutica (ITA). Ministério da Defesa (Brasil). São José dos Campos , SP, Brasil
Assunto(s):Fibra de carbono

Resumo

Fibra de carbono é um termo genérico utilizado para designar materiais fibrilares constituídos essencialmente de carbono que pode ser produzida, em princípio, a partir de qualquer material filamentar com alto teor de carbono fixo. O precursor inicialmente utilizado para o desenvolvimento da tecnologia de produção de Fibras de Carbono foi a fibra Rayon, porém atualmente 90% das fibras produzidas em nível internacional são a partir da PAN.Em uma das últimas etapas do processo de produção da fibra de carbono é realizado um tratamento de superfície com a finalidade de produzir alterações na superfície da fibra, criando sítios ativos e “defeitos” físicos que proporcionam uma melhora na característica de adesão da fibra a materiais como polímeros, usados como matriz para a produção de materiais denominados de compósito. Quando o uso da fibra é direcionado para adsorver componentes nocivos ou inadequados dissolvidos em meios líquidos ou gasosos, o processo de tratamento da superfície da fibra de carbono é realizado de maneira a criar poros de dimensões nano métricas, pelo processo denominado de ativação. A fibra de carbono processada com esta finalidade é denominada de fibra de carbono ativada (FCA. O presente trabalho propõe o estudo experimental de alterações na superfície de fibras de carbono de PAN produzidas por processo de descargas elétricas de barreira dielétrica, utilizando-se como gases reativos oxigênio, hidrogênio, dióxido de carbono e metano. Como matérias-primas, para o estudo do processo, serão utilizadas fibras de carbono comercial e as obtidas experimentalmente, em conjunção de esforços com equipe executora do projeto 07/515606-5, sendo ambas as fibras sem tratamento superficial. Como aparatos experimentais para o tratamento superficial de fibras de carbono serão utilizados reatores de pós-descarga, já desenvolvido no trabalho anterior (mestrado no ITA), e câmara para descarga radial, a ser construída. As caracterizações, tanto das fibras de carbono originais como as tratadas por processo DBD, serão feitas utilizando-se equipamentos existentes e metodologias já desenvolvidas pelos pesquisadores do ITA. Ensaios da aplicabilidade das fibras ativadas no tratamento de água também serão feitos para comprovação da viabilidade do processo de ativação.Os resultados obtidos da execução plena do presente projeto deverão em primeira instância indicar um processo alternativo e inovador de tratamento da superfície de fibras de carbono, quer seja para produção de fibras para utilização como reforço mecânico em compósitos, assim como para a produção de fibras ativadas de carbono para aplicação no controle de emissão de poluentes ou para purificação de água em mananciais ou para consumo humano.