متطلبات تخزين ألياف الكربون ومدة صلاحيتها ومتطلبات المناولة

ألياف الكربون لها مدة صلاحية محدودة، عادةً عامين من تاريخ التصنيع. تسري هذه المدة فقط إذا تم تخزين المادة في ظروف درجة حرارة ورطوبة قياسية. عند تخزينها بشكل صحيح، تحتفظ ألياف الكربون بخصائصها الثابتة خلال فترة العامين هذه.

نظراً لهشاشة ألياف الكربون، يجب توخي الحذر الشديد أثناء التخزين. على سبيل المثال، تُغلّف لفات ألياف الكربون Torayca® من Toray بشكل فردي بغشاء بلاستيكي لحمايتها أثناء المناولة والمعالجة. كما تُحمّى هذه اللفات بصناديق كرتونية وتغليف داخلي لمنع الاهتزاز والصدمات. كما يُساعد التغليف البلاستيكي على إبعاد الغبار والرطوبة والملوثات الأخرى عن الألياف.

تتميز ألياف الكربون بتركيب كيميائي مستقر ولا تتحلل بمرور الوقت. ومع ذلك، فإن عامل التحجيم الموجود على سطح الألياف هو بوليمر حساس لدرجة الحرارة والرطوبة والوقت. لهذا السبب، لا يمكن للمصنعين تمديد مدة الصلاحية لأكثر من عامين. خلال هذه الفترة، يمكن استخدام ألياف الكربون بأداء مستقر وموثوق.

ألياف الكربون مادة عالية التقنية تتطلب عناية فائقة. وكما ذكرنا، يجب فكّ كل لفة من ألياف الكربون بعناية لتجنب التلف، وتجنب استخدام الأدوات الحادة. قبل الاستخدام، يُنصح بمعالجة ألياف الكربون مسبقًا. بعد إزالة الغلاف البلاستيكي، تُخزّن كل لفة في درجة حرارة تتراوح بين 20 و35 درجة مئوية ورطوبة نسبية تتراوح بين 40 و80% لمدة 48 ساعة على الأقل. تُعد هذه المعالجة المسبقة ضرورية لضمان فكّ الألياف بشكل صحيح.


تساعد الرطوبة البيئية المناسبة على تقليل الاحتكاك باللفافة، مما يمنع تراكم الكهرباء الساكنة. قد تتسبب الكهرباء الساكنة في تكسر الألياف أو انفصال الخيوط المفردة عن السطح، مما يؤثر سلبًا على جودة المنتج النهائي.

يمكن فك ألياف الكربون محوريًا أو شعاعيًا. ومع ذلك، يُوصي معظم المصنّعين بعملية فك شعاعي، إذ يُقلّل ذلك من الاحتكاك بين الألياف واللب. كما يُعدّ التحكم في الشد أمرًا بالغ الأهمية أثناء فكّ اللف.

نظرًا لبنيتها الدقيقة المكونة من طبقات من الجرافيت، تتميز ألياف الكربون بحساسيتها العالية للتآكل. لذلك، يجب تقليل مناطق الاحتكاك أثناء المعالجة للحد من تكسر الألياف أو تَزَيُّجها. ولتقليل الاحتكاك، من المهم ضبط زوايا التلامس بين الألياف ومكونات المعالجة (مثل البكرات والأدلة) والتأكد من أن سطح هذه المكونات يتمتع بخشونة مناسبة. بالإضافة إلى ذلك، يجب التحكم بدقة في الجهد الكهربائي أثناء المعالجة لمنع تلف الألياف.

في بعض العمليات، يلزم إزالة عامل التحجيم من ألياف الكربون بالحرارة. من الضروري التحكم في درجة الحرارة بدقة خلال هذه الخطوة، لأن الحرارة الزائدة قد تتسبب في تحلل عامل التحجيم وإطلاق مواد متطايرة ضارة، مما يؤدي إلى مشاكل في المعالجة.

تتميز ألياف الكربون بقدرتها على التوصيل الكهربائي. عند انكسارها، قد تتناثر خيوطها الفردية (التي يتراوح قطرها عادةً بين 5 و7 ميكرون) في الهواء. لذلك، يجب عزل المعدات الكهربائية في مكان العمل بشكل صحيح لمنع حدوث قصر كهربائي أو أي مخاطر كهربائية أخرى.

بالإضافة إلى ذلك، قد تُسبب ألياف الكربون المُشتتة تهيجًا للجلد، لذا من الضروري اتخاذ تدابير وقائية شخصية مناسبة أثناء التعامل معها. في حال تعرض مُحسِّن اللون للتحلل الحراري، فقد يُطلق نواتج تحلل ضارة، لذا من الضروري توفير تهوية جيدة في مكان العمل.