เส้นใยคาร์บอนมีคุณสมบัติทางกายภาพและเคมีที่ยอดเยี่ยม เช่น มีความแข็งแรงสูง โมดูลัสสูง ความหนาแน่นต่ำ น้ำหนักเบา ทนทานต่อการกัดกร่อนทางเคมี และทนต่ออุณหภูมิสูง
คาร์บอนไฟเบอร์มีคุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมีที่ยอดเยี่ยม เช่น มีความแข็งแรงสูง โมดูลัสสูง ความหนาแน่นต่ำ น้ำหนักเบา ทนทานต่อการกัดกร่อนของสารเคมี และทนต่ออุณหภูมิสูง คาร์บอนไฟเบอร์สามารถนำไปใช้ในอุตสาหกรรมการบินและอวกาศ เทคโนโลยีการตรวจจับ ใบพัดกังหันลม การขนส่งทางราง การป้องกันความปลอดภัย และอื่นๆ คาร์บอนไฟเบอร์ประสิทธิภาพสูงพิเศษมีการใช้งานที่หลากหลาย และความต้องการก็เพิ่มขึ้นเรื่อยๆ จนกลายเป็นแหล่งวิจัยที่สำคัญในปัจจุบัน ในด้านการผลิตและการวิจัยคาร์บอนไฟเบอร์ ญี่ปุ่นและสหรัฐอเมริกาครองความเป็นผู้นำ ต่อไปนี้จะแนะนำภาพรวมการพัฒนาของบริษัทผู้ผลิตคาร์บอนไฟเบอร์หรือสถาบันวิจัยในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา
โทเรย์ ญี่ปุ่น
เพื่อรับมือกับสถานการณ์ใหม่นี้ โทเรย์จะผนวกสถาบันวิจัยคาร์บอนไฟเบอร์คอมโพสิต (CFRP) ของ CFE ซึ่งเป็นบริษัทผลิตและจำหน่ายคาร์บอนไฟเบอร์ในประเทศฝรั่งเศส เข้ากับโทเรย์ แอดวานซ์ คอมโพสิตส์ (TAC) ในประเทศเนเธอร์แลนด์ ในช่วงกลางเดือนกรกฎาคม 2564 และเร่งพัฒนาเทอร์โมพลาสติกพรีเพร็กสำหรับเครื่องบินรุ่นใหม่ เป้าหมายระยะกลางของโทเรย์ คาร์บอนไฟเบอร์ และอุตสาหกรรม CFRP คือการรับมือกับการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศและการตอบสนองความต้องการของอุตสาหกรรมพลังงานในอนาคต ล่าสุด โทเรย์กำลังมุ่งเน้นไปที่การวิจัยและพัฒนาเทคโนโลยีใหม่ 3 เทคโนโลยี ได้แก่ การพัฒนาร่วมกับบริษัท มิตซุย ออฟชอร์ ดีเวลลอปเมนท์ จำกัด เพื่อพัฒนาเทคโนโลยีใหม่สำหรับการซ่อมแซมอุปกรณ์จัดเก็บและขนส่งน้ำมันและก๊าซธรรมชาติลอยน้ำนอกชายฝั่งด้วย CFRP; การใช้เทคโนโลยีการนำความร้อนสูงเพื่อพัฒนา CFRP ที่มีความสามารถในการระบายความร้อนเทียบเท่าโลหะ; การใช้คาร์บอนไฟเบอร์ที่มีรูพรุนคล้ายเส้นใยกลวงเป็นตัวรองรับและเมมเบรนคาร์บอนบางที่มีฟังก์ชันการแยกบนพื้นผิว ทำให้เกิดเมมเบรนแยกคาร์บอนไดออกไซด์ที่มีโครงสร้างสองชั้นที่ทำจากคาร์บอนทั้งหมด เมื่อเปรียบเทียบกับเมมเบรนแยกอนินทรีย์รุ่นก่อน อุปกรณ์นี้สามารถย่อส่วนให้มีขนาดเล็กลงได้ เนื่องจากผ่านการผลิตทางอุตสาหกรรมมาหลายปี
เทจิน
ธุรกิจคาร์บอนไฟเบอร์ของ Teijin ขาดทุน 6.7 พันล้านเยน เนื่องจากความต้องการรถยนต์และเครื่องบินลดลงในช่วงการระบาดของโรคโควิด-19 ยอดขายของอุตสาหกรรมอากาศยานลดลงอย่างมาก บริษัทจึงได้เพิ่มยอดขายในด้านใบพัดพลังงานลม กีฬา และสันทนาการ และปัจจุบันได้เริ่มผลิตและจำหน่ายพรีเพร็กคาร์บอนไฟเบอร์สำหรับกีฬาและสันทนาการในเวียดนาม ซึ่งรวมถึงคันเบ็ด ไม้กอล์ฟ รถยนต์ และน้ำแข็ง สำหรับวัตถุประสงค์อื่นๆ เช่น ไม้กอล์ฟ จะมีการพิจารณาการผลิตผลิตภัณฑ์อากาศยานในอนาคต เทปพรีเพร็ก CF/PPS แบบทิศทางเดียวรุ่นใหม่ "TenaxTM TPUD" ที่ผลิตโดยบริษัทในเครือ Teijin Carbon Fiber ในยุโรป มีคุณสมบัติทนต่อสารเคมี ทนความร้อน รีไซเคิลได้ ดูดซับน้ำต่ำ มีเสถียรภาพเชิงขนาด และทนต่ออุณหภูมิสูง ทนทานต่อการคืบคลาน และสามารถขึ้นรูปได้ในเวลาอันสั้น สามารถจัดเก็บและขนส่งได้ที่อุณหภูมิห้อง เทจินยังได้พัฒนาเส้นใยคาร์บอนที่มีขนาดเล็กพิเศษ "PotenCia" ซึ่งมีเส้นผ่านศูนย์กลางเส้นใย 0.1-0.5 ไมโครเมตร ซึ่งมีข้อดีคือมีความเป็นผลึกต่ำ กระจายตัวได้ดี และมีความต้านทานต่ำ ในอนาคตเส้นใยนี้จะเหมาะสำหรับใช้เป็นสารเติมแต่งตัวนำสำหรับแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนรองและตัวเก็บประจุแบบสองชั้น
สถาบันเทคโนโลยีจอร์เจีย มหาวิทยาลัยฟลอริดา มหาวิทยาลัยคอนเนตทิคัต ห้องปฏิบัติการวิจัยกองทัพอากาศฐานทัพอากาศไรท์-แพตเตอร์สัน เดย์ตันและโบอิ้งได้ร่วมกันศึกษาการเตรียมและแปรรูปเส้นใยคาร์บอนที่มีรูพรุนและกลวง รวมถึงความสัมพันธ์ระหว่างโครงสร้างและประสิทธิภาพ เส้นใยคอมโพสิตแบบซีไอส์แลนด์ผลิตขึ้นโดยวิธีการปั่นแบบซีไอส์แลนด์ โพลีอะคริโลไนไตรล์ (PAN) เป็นส่วนประกอบของทะเล โพลีเมทาคริเลต (PMMA) เป็นส่วนประกอบของเกาะที่จะแยกออก จากนั้นนำไปคาร์บอไนซ์เป็นเส้นใยคาร์บอนแบบหลายเส้นกลวงต่อเนื่องที่มีหน้าตัดเป็นรังผึ้ง ความหนาแน่นของเส้นใยคาร์บอนอยู่ที่ 1.15 กรัม/ลูกบาศก์เซนติเมตร ซึ่งต่ำกว่าเส้นใยคาร์บอนทั่วไป 30% มีความต้านทานแรงดึงอยู่ที่ 2.3-3.0 จีพีเอ ซึ่งสูงกว่าเส้นใยคาร์บอนเกรด T300 ประมาณ 60% และมีค่า IM7 สูงกว่าและสูงกว่า 1.6 จีพีเอ ของเส้นใยคาร์บอนแบบกลวงที่รายงานไว้ก่อนหน้านี้ประมาณ 20%
