新技術：原油残渣から低コスト炭素繊維を製造する過程で役割を果たす

我々が知る炭素繊維複合材料は、通常、編組炭素繊維とエポキシ結合剤からなる。もちろん、この材料は高価なことが多い。これは、ポリアクリロニトリル（繊維紡績に一般的に用いられる前駆体化学品）自体がかなり高価であるためである。そのため、科学者たちはよりコスト効率の高い炭素繊維の源を探してきた。　　

原油を加工すると汚れた副産物がたくさん残る。新しい研究によると、その中のいくつかの物質は低コストの炭素繊維を製造するために使用でき、さらに低コストの炭素繊維複合材料を製造するために使用できることが明らかになった。

前に考えた候補の1つはアスファルト質と呼ばれる分子物質である。それらは原油の成分であり、精製中に原油から分離される。名前からもわかるように、アスファルトの製造に使用されていることや、その他の用途に使用されています。

これらは炭素繊維に紡績することもできますが、この繊維は壊れやすいです。アスファルト質繊維が炭化された紡糸工程の最後の熱処理工程の後も、繊維収量は比較的低かった。

これらの欠点を考慮して、サウジアラビアのアブドラ国王科学技術大学（KAUST）のMani Sarathy教授と同僚は最近、別の原油加工副産物である樹脂を研究した。

Sarathyラボの研究員Edwin Guevara Romero氏「これまでの石油残渣の研究によると、樹脂はアスファルト質分子を安定させ、強い分子親和性を際立たせている。アスファルト質と樹脂を混合することで炭素繊維生産のための協同原料が生まれると推測される」と述べた。

実験室のテストにより、このアスファルト質-樹脂混合物の流動性は単独のアスファルト質よりも優れているため、より低く、より省エネな温度で紡糸することができることが分かった。炭化後も繊維が破断しにくく、従来の中高強度等方性炭素繊維と性能が似ている。

また、アスファルト質と樹脂を収集することにより、余剰原油加工残留物の処理を容易にすることができる。

　　Sarathy 「従来、石油残渣は道路舗装など非常に低価値な用途に使用されてきた。最も重いアスファルト質と樹脂を抽出して高価値炭素繊維製造に使用することで、残りの残油もよりクリーンな燃料や価値のある小分子に容易に加工でき、そのプロセスの経済性をさらに高めることができる」と述べた。