Esioksidoitu polyakrylonitriilikuitukangas (lyhennettynä PAN-esioksidoitu kuitukangas) on toiminnallinen kuitukangas, joka on valmistettu polyakrylonitriilistä (PAN) kehräämällä ja esioksidaatiokäsittelyllä. Sen keskeisiä ominaisuuksia ovat erinomainen lämmönkestävyys, palonsuojaus, korroosionkestävyys ja tietty mekaaninen lujuus. Lisäksi se ei sula tai tipu korkeissa lämpötiloissa, vaan hiiltyy hitaasti. Siksi sitä käytetään laajalti tilanteissa, joissa turvallisuus- ja säänkestävyysvaatimukset ovat erittäin korkeat. Seuraavassa on yksityiskohtainen selitys useista keskeisistä sovellusalueista, jotka kattavat sovellusskenaariot, ydintoiminnot ja tuotemuodot:
1Palontorjunta- ja pelastuskenttä
Palonsuojaus on yksi esihapetetun filamenttikuitukankaan tärkeimmistä käyttökohteista. Sen palonesto- ja korkeita lämpötiloja kestävät ominaisuudet voivat suoraan varmistaa henkilöstön turvallisuuden. Tärkeimpiä käyttökohteita ovat:
Palosuojavaatteiden sisäkerros/lämmöneristyskerros
Palopukujen on täytettävä sekä palonsuojaus- että lämmöneristysvaatimukset: ulkokerros on yleensä valmistettu erittäin lujasta palonsuojatusta kankaasta, kuten aramidista, kun taas keskimmäinen lämmöneristyskerros on valmistettu laajasti esihapetetusta filamenttisesta kuitukangasmateriaalista. Se säilyttää rakenteellisen vakauden 200–300 ℃:n korkeissa lämpötiloissa, estää tehokkaasti liekkien säteily- ja lämmönjohtavuuden sekä estää palomiesten ihon palovammoja. Se ei sula tai tipu (toisin kuin tavalliset kemialliset kuidut), vaikka se altistuisi avotulelle, mikä vähentää toissijaisten vammojen riskiä.
Huomautus:Esioksidoidun filamenttikuitukankaan pintatiheyttä (yleensä 30–100 g/㎡) voidaan säätää suojaustason mukaan. Tuotteilla, joilla on suurempi pintatiheys, on paremmat lämmöneristysominaisuudet.
Hätäpoistumistarvikkeet
➤Palopeitto: Hätäpalonsammutusväline koteihin, ostoskeskuksiin, metroihin ja muihin paikkoihin. Se on valmistettu esihapetetusta filamenttisesta kuitukankaasta ja lasikuidusta. Tulelle altistuessaan se muodostaa nopeasti "palonestoaineen", joka peittää ihmiskehon tai käärii syttyviä materiaaleja hapen eristämiseksi ja palon sammuttamiseksi.
➤Palonkestävä naamari/hengityssuojain: Tulipalossa savu sisältää suuren määrän myrkyllisiä kaasuja. Esihapetettua filamenttikuitukangasta voidaan käyttää naamarin savusuodatinkerroksen pohjamateriaalina. Sen korkean lämpötilan kestävä rakenne voi estää suodatinmateriaalin pettämisen korkeissa lämpötiloissa. Yhdessä aktiivihiilikerroksen kanssa se voi suodattaa pois joitakin myrkyllisiä hiukkasia.
2Teollinen korkeita lämpötiloja kestävä suojakenttä
Teollisuusympäristöissä kohdataan usein äärimmäisiä olosuhteita, kuten korkeita lämpötiloja, korroosiota ja mekaanista kitkaa. Esihapetetun filamenttikuitukankaan säänkestävyys voi ratkaista perinteisten materiaalien (kuten puuvillan ja tavallisten kemiallisten kuitujen) helposti vaurioitumisen ja lyhyen käyttöiän ongelmat.
➤Korkean lämpötilan putkistojen ja laitteiden eristys ja lämmönkestävyys
Kemian-, metallurgisen ja energiateollisuuden korkean lämpötilan putkistot (kuten höyryputket ja uunien savuhormit) vaativat ulkoeristysmateriaaleja, jotka ovat sekä "palonsuoja-aineita" että "lämmöneristäviä". Esihapetettu filamenttikuitukangas voidaan valmistaa rullina tai holkkeina ja kääriä suoraan putkien pinnan ympärille. Sen alhainen lämmönjohtavuus (noin 0,03–0,05 W/(m · K)) voi vähentää lämpöhäviötä ja estää eristyskerroksen palamisen korkeissa lämpötiloissa (perinteiset kivivillaeristyskerrokset ovat alttiita kosteuden imeytymiselle ja tuottavat paljon pölyä, kun taas esihapetettu filamenttikuitukangas on kevyempi ja pölytön).
Teollisuuden suodatinmateriaalit (korkean lämpötilan savukaasujen suodatus)
Jätteenpolttolaitosten ja terästehtaiden savukaasujen lämpötila voi nousta 150–250 ℃:een, ja ne sisältävät happamia kaasuja (kuten HCl:a, SO₂:ta). Tavalliset suodatinkankaat (kuten polyesteri, polypropeeni) pehmenevät ja korroosioherkät. Esihapetetulla filamenttikuitukankaalla on vahva happo- ja emäskestävyys, ja siitä voidaan tehdä suodatinpusseja korkean lämpötilan savukaasujen suoraan suodattamiseen. Samalla sillä on tietty pölynpidätyskyky, ja se yhdistetään usein PTFE-pinnoitteeseen (polytetrafluorieteeni) korroosionkestävyyden parantamiseksi.
➤Mekaaninen suojatiiviste
Korkean lämpötilan laitteiden, kuten moottoreiden ja kattiloiden, ulkokuoren ja sisäosien välillä tarvitaan tiivistemateriaaleja tärinän ja korkeiden lämpötilojen eristämiseksi. Esihapetetusta filamenttikuitukangasmateriaalista voidaan valmistaa leimattuja tiivisteitä. Sen korkean lämpötilan kestävyys (pitkäaikainen käyttölämpötila ≤280 ℃) voi estää tiivisteiden ikääntymisen ja muodonmuutoksen laitteiden käytön aikana ja samalla puskuroida mekaanista kitkaa.
3Elektroniikka ja uudet energiakentät
Elektroniikka- ja uusilla energiatuotteilla on tiukat vaatimukset materiaalien "palonsuojaukselle" ja "eristykselle". Esihapetettu filamenttikuitukangas voi korvata joitakin perinteisiä palonsuoja-aineita (kuten palonsuojattua puuvillaa ja lasikuitukangasta).
➤Paloa hidastava erotin/lämmöneristyslevy litium-akuille
Litium-akut (erityisesti tehoakut) ovat alttiita "lämpöpurkaukselle", jos ne ylilatautuvat tai oikosuljetaan, jolloin lämpötila nousee äkillisesti yli 300 ℃:n. Esihapetettua kuitukangasta voidaan käyttää litium-akkujen "turvaerottimena" positiivisen ja negatiivisen elektrodin välissä: sillä on tiettyjä eristysominaisuuksia normaalin käytön aikana, jotka estävät oikosulut positiivisen ja negatiivisen elektrodin välillä. Lämpöpurkauksen aikana se ei sula, säilyttää rakenteellisen eheyden, hidastaa lämmön leviämistä ja vähentää tulipalon ja räjähdyksen riskiä. Lisäksi akkukotelon sisäpuolella käytetään esihapetettua kuitukangasta eristävänä kerroksena estämään lämmön siirtymistä akkukennojen ja kotelon välillä.
➤Eristysmateriaalit elektroniikkakomponenttien pakkaamiseen
Elektronisten komponenttien, kuten piirilevyjen ja muuntajien, pakkausten on oltava eristettyjä ja palonestoaineita. Esihapetetusta filamenttisesta kuitukankaasta voidaan valmistaa ohuita (10–20 g/㎡) eristyslevyjä ja kiinnittää ne komponenttien pintaan. Sen korkean lämpötilan kestävyys mahdollistaa elektronisten laitteiden käytön aikaisen paikallisen kuumenemisen (kuten muuntajan käyttölämpötila ≤180 ℃) ja samalla se täyttää UL94 V-0 -palonsuojausstandardin, joka estää komponenttien oikosulut ja tulipalot.
4Muut erikoisalat
Edellä mainittujen ydinskenaarioiden lisäksi esihapetetulla filamenttisella kuitukankaalla on merkitystä myös joillakin erikoisaloilla ja kapea-alaisilla aloilla:
➤Ilmailu- ja avaruusteollisuus: Korkeita lämpötiloja kestävät komposiittimateriaalialustat
Kevyitä ja korkeita lämpötiloja kestäviä komposiittimateriaaleja tarvitaan lentokoneiden moottoritiloissa ja avaruusalusten lämpösuojausjärjestelmissä. Esihapetettua filamenttikuitukangasta voidaan käyttää "aihiona" ja yhdistää se hartsien (kuten fenolihartsin) kanssa komposiittimateriaalien muodostamiseksi. Hiilisoinnin jälkeen siitä voidaan edelleen valmistaa hiilikuitukomposiittimateriaaleja, joita käytetään avaruusalusten korkeita lämpötiloja kestävissä komponenteissa (kuten nokkakartioissa ja siipien etureunoissa) kestämään yli 500 ℃:n lämpötilojen kaasuvirtausten aiheuttamaa eroosiota.
➤Ympäristönsuojelu: Korkean lämpötilan kiinteän jätteen käsittelysuodatinmateriaalit
Lääketieteellisen jätteen ja vaarallisen jätteen polttamisen jälkeen korkean lämpötilan jäännösten (lämpötila noin 200–300 ℃) käsittelyssä tarvitaan suodatinmateriaaleja jäännösten erottamiseksi kaasusta. Esihapetetulla filamenttikuitukankaalla on vahva korroosionkestävyys, ja siitä voidaan valmistaa suodatinpusseja korkean lämpötilan jäännösten suodattamiseen, mikä estää suodatinmateriaalin korroosion ja rikkoutumisen. Samalla sen palonestoaine estää jäännöksessä olevia syttyviä aineita syttymästä suodatinmateriaalia.
➤Suojavarusteet: Erikoisoperaatiopukujen lisävarusteet
Palopukujen lisäksi myös erikoisoperaatioihin, kuten metallurgiaan, hitsaukseen ja kemianteollisuuteen, tarkoitetuissa työvaatteissa käytetään esihapetettua filamenttikuitukangasta vuorina helposti kuluvissa osissa, kuten hihansuissa ja pääntieissä, parantamaan paikallista palonestokykyä ja kulutuskestävyyttä sekä estämään kipinöiden syttymisen vaatteisiin käytön aikana.
Yhteenvetona voidaan todeta, että sovelluksen ydinesihapettunut filamenttikuitukangaspiilee sen ydinominaisuuksien, "palonsuojauksen + korkean lämpötilan kestävyyden", hyödyntämisessä perinteisten materiaalien turvallisuusriskien tai suorituskykyvajeiden ratkaisemiseksi äärimmäisissä ympäristöissä. Turvallisuusstandardien parantuessa esimerkiksi uusien energialähteiden ja huippuluokan valmistuksen kaltaisilla aloilla sen sovellusskenaariot laajenevat edelleen jalostetuille ja korkean jalostusarvon aloille (kuten mikroelektronisten komponenttien suojaukseen ja joustavien energian varastointilaitteiden eristykseen jne.).
Julkaisun aika: 18. syyskuuta 2025