कार्बन तंतू – १

कार्बन तंतू मानवाला खूप पूर्वीपासून माहीत असलेला तंतू आहे. पण कार्बन तंतूंचा शोध हा उच्च कार्यक्षमता तंतूंच्या प्रगतीमधील एक महत्त्वाचा टप्पा होता. ज्या पदार्थात (तंतू, धागे, सूत) वजनाने ९२% कार्बन असतो त्याला कार्बन पदार्थ असे म्हटले जाते. कमी घनता, उच्च ताकद आणि कणखरपणा, उत्कृष्ट रासायनिक स्थिरता, जैविक सुसंगतता, उष्णतेने कमी प्रसरण, आणि ताणाखाली उत्कृष्ट स्थिरता ही कार्बन तंतूची प्रमुख वैशिष्टय़े आहेत. कार्बन तंतूंच्या चांगल्या रचनात्मक गुणधर्मामुळे या तंतूंचा, तंतू मजबुतीकरण केलेल्या संयुक्तामध्ये धातूंना पर्याय म्हणून विपुल प्रमाणात वापर केला जातो. अशा संयुक्तांचा वापर अवकाश, संरक्षण, अणू तंत्रज्ञान, मोटारगाडय़ा, सागरी क्षेत्र, स्थापत्य तंत्रज्ञान आणि जैव-वैद्यकीय या क्षेत्रात मोठय़ा प्रमाणावर केला जातो.  कार्बन तंतू बनविण्यासाठी पहिली पायरी म्हणून एखादा सेंद्रिय बहुवारिकापासून बनविलेला तंतू वापरावा लागतो. या तंतूचे ऑक्सिडीकरण व काबरेनायझेशन करून कार्बन तंतू उत्पादित केला जातो. या उत्पादन प्रक्रियेच्या पूर्वस्तरामध्ये स्तरावर वापरण्यात येणाऱ्या तंतूला प्री-कर्सर तंतू असे संबोधले जाते. हा प्री-कर्सर तंतू ऑक्सिडीकरण व काबरेनायझेशन प्रक्रियेच्या वेळी न वितळणारा असावा लागतो. याशिय या तंतूचे सहजपणे कार्बनमध्ये रूपांतर व्हावे लागते. या तंतूपासून मिळणाऱ्या कार्बनचे प्रमाण जास्त असावे लागते आणि रूपांतरणाची प्रक्रिया कमी खर्चाची असावी लागते. प्री-कर्सर म्हणून पूर्वी व्हिस्कोज रेयॉन तंतूचा वापर केला जात असे. त्या नंतर पिचचा वापर केला जाऊ लागला. आणि आता पॉलीअक्रिलोनायट्राईल (ढअठ) तंतूंचा उपयोग केला जातो.
पॉलीअक्रिलोनायट्राईल तंतू वापरून तयार केलेला कार्बन तंतू हा सर्वात ताकदवान तंतू असतो. पॉलीअक्रिलोनायट्राईल तंतूपासून अधिक (५०-५५%) कार्बन मिळतो; त्याचे काबरेनायझेशन सहज होऊ शकते आणि तयार होणाऱ्या कार्बन तंतूंमध्ये सूक्ष्म छिद्रांसारखे दोष अत्यंत कमी प्रमाणात असतात. त्यामुळे या तंतूंची ताकद व स्थिरता अधिक चांगली असते. याशिवाय ज्या उपयोगासाठी हे तंतू वापरले जाणार आहेत, त्याप्रमाणे त्यांची रचना करता येते. या सर्व कारणांमुळे पॉलीअक्रिलोनायट्राईल हा तंतू प्री- कर्सर म्हणून सर्वात अधिक प्रचलित झाला. आज जगभर उत्पादित केले जाणारे बहुतांश कार्बन तंतू हे पॉलीअक्रिलोनायट्राईल वापरूनच बनविले जातात.