শুষ্ক-স্পুন আর্দ্র-গঠিত বনাম শুষ্ক প্রক্রিয়া বনাম আর্দ্র প্রক্রিয়া

কার্বন ফাইবারকে "নতুন উপকরণের রাজা" হিসাবে গণ্য করা হয়, যা বিমানক্ষেত্র, অটোমোবাইল উৎপাদন, ক্রীড়া সরঞ্জাম এবং অন্যান্য ক্ষেত্রে ব্যাপক প্রয়োগ খুঁজে পায়। কিন্তু আপনি কি জানেন? কার্বন ফাইবারের মধ্যেও উৎপাদন প্রক্রিয়া আকাশ-পাতাল পার্থক্য হতে পারে। আজ আমরা কার্বন ফাইবার উৎপাদনের তিনটি প্রধান প্রযুক্তি—শুষ্ক জেট-স্পিনিং, শুষ্ক স্পিনিং এবং আর্দ্র স্পিনিং—এর সম্পূর্ণ বিশ্লেষণ করব এবং প্রধান ঘরোয়া ও আন্তর্জাতিক কোম্পানিগুলি কীভাবে এই প্রযুক্তি নির্বাচন করে তা পরীক্ষা করব।

শুষ্ক-জেট-আর্দ্র-স্পিনিং (উচ্চ কার্যকারিতা কার্বন ফাইবারের জন্য প্রধান পছন্দ)

সংজ্ঞা

শুষ্ক-স্প্রে আর্দ্র-স্পিনিং, নাম থেকেই বোঝা যায়, "শুষ্ক স্পিনিং" এবং "আর্দ্র স্পিনিং" উভয় প্রক্রিয়ার বৈশিষ্ট্য একত্রিত করে। এই পদ্ধতি মূলত উচ্চ কার্যকারিতা PAN-ভিত্তিক কার্বন ফাইবার প্রিকিউরর উৎপাদনের জন্য ব্যবহৃত হয়।

প্রক্রিয়া ফ্লো
(1) স্পিনিং দ্রাবণ প্রস্তুতি: পলিঅ্যাক্রাইলোনাইট্রাইল (PAN) একটি নির্দিষ্ট দ্রাবকে দ্রবীভূত হয়ে একটি সান্দ্র স্পিনিং দ্রাবণ তৈরি করা হয়।
(2) শুষ্ক-স্প্রে পর্যায়: স্পিনিং দ্রবণটি একটি স্পিনারেট প্লেটের মধ্য দিয়ে বের হয়ে আসে এবং প্রথমে একটি বায়ুস্তরের (সাধারণত কয়েক মিলিমিটার থেকে সেন্টিমিটার) মধ্য দিয়ে যায়।
(3) ওয়েট-স্পিনিং পর্যায়: তারপর ফাইবার বাণ্ডিলটি একটি জমাট গৃহীত গোলায় প্রবেশ করে, যেখানে এটি দ্রুত কঠিন হয়ে উঠে এবং গঠিত হয়।
(4) পরবর্তী প্রক্রিয়াকরণ: ধোয়া, টানা, তেল দেওয়া এবং শুকানোর মতো পদক্ষেপগুলির মাধ্যমে চূড়ান্তভাবে কার্বন ফাইবার প্রিকার্সার তৈরি হয়।

প্রযুক্তিগত সুবিধা
(1) আরও সমান ফাইবার কাঠামো: বায়ুস্তরের ভিতরে টান অণুচক্রের সজ্জাকে উন্নত করে
(2) মসৃণ পৃষ্ঠ: পৃষ্ঠের ত্রুটিগুলি হ্রাস করে, চূড়ান্ত কার্বন ফাইবারের যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যগুলি উন্নত করে
(3) উচ্চতর উৎপাদন দক্ষতা: স্পিনিং গতি ওয়েট স্পিনিংয়ের চেয়ে 2-3 গুণ পর্যন্ত পৌঁছায়
(4) উচ্চ-কর্মক্ষম ফাইবার উৎপাদনের জন্য উপযুক্ত: যেমন T700, T800 এবং উচ্চতর গ্রেডের কার্বন ফাইবার

ওয়েট স্পিনিং (ঐতিহ্যবাহী পরিপক্ক)

সংজ্ঞা

ওয়েট স্পিনিং হল কার্বন ফাইবার প্রিকার্সারের শিল্প উৎপাদনের জন্য সবচেয়ে প্রাচীন পদ্ধতি। প্রযুক্তিগতভাবে পরিপক্ক হওয়া সত্ত্বেও, এর কিছু সীমাবদ্ধতা রয়েছে।
একটি পলিমারকে একটি উপযুক্ত দ্রাবকে দ্রাবীভূত করা হয় ঘন দ্রবণ (স্পিনিং বাথ) তৈরি করার জন্য। এই দ্রবণকে তারপর একটি স্পিনারেটের সূক্ষ্ম ছিদ্রগুলির মধ্য দিয়ে নিঃসৃত করা হয় এবং সরাসরি একটি অ-দ্রাবকযুক্ত দ্রবণে নিক্ষেপ করা হয় যেখানে এটি জমাট বাঁধে। দ্রবণের ভিতরে, স্পিনিং স্ট্রিমের দ্রাবক এবং স্নানের অ-দ্রাবকের মধ্যে দ্বিমুখী বিদূষণ ঘটে। এটি পলিমারকে অধঃক্ষিপ্ত এবং জমাট করে তোলে, প্রাথমিক তন্তু গঠন করে।

প্রক্রিয়া ফ্লো
(1) স্পিনিং দ্রবণ প্রস্তুতি: PAN কে দ্রাবকে (যেমন, DMF, DMSO) দ্রাবীভূত করা হয়
(2) সরাসরি জমাট বাঁধা: স্পিনারেট থেকে স্পিনিং দ্রবণ সরাসরি জমাট বাঁধার দ্রবণে নিঃসৃত হয়
(3) ফেজ পৃথকীকরণ জমাট বাঁধা: দ্বিমুখী বিদূষণ প্রক্রিয়ার মধ্য দিয়ে জমাট বাঁধা অর্জন করা হয়
(4) পরবর্তী চিকিত্সা: ধোয়া, টানা, শুকানো ইত্যাদি

টেকনিক্যাল চরিত্র
(1) সীমিত প্রস্থচ্ছেদের আকৃতি: মূলত বৃত্তাকার বা ডিম্বাকার
(2) তুলনামূলক কম স্পিনিং গতি: সাধারণত 50–150 মি/মিন
(3) পৃষ্ঠের ত্রুটিতে সংবেদনশীল: পৃষ্ঠের ছিদ্র এবং খাঁজগুলির প্রতি সংবেদনশীল
(4) আপেক্ষিকভাবে সরল সরঞ্জাম: মাঝারি থেকে নিম্ন কার্যকারিতা সম্পন্ন কার্বন ফাইবার উৎপাদনের জন্য উপযুক্ত

শুষ্ক স্পিনিং (বিশেষ কার্বন ফাইবার নির্বাচন)

সংজ্ঞা

কার্বন ফাইবার প্রিকিউরসর (precursors) তৈরির জন্য শুষ্ক স্পিনিং একটি অন্যতম গুরুত্বপূর্ণ পদ্ধতি, বিশেষত কিছু বিশেষ ধরনের কার্বন ফাইবার উৎপাদনে এটি ব্যবহৃত হয়।
শুষ্ক স্পিনিং-এ স্পিনারেটগুলিতে (spinnerets) মাধ্যমে একটি পলিমার দ্রবণ বের করা হয়, যেখানে গরম বাতাসে দ্রাবকটি সরাসরি বাষ্পীভূত হয়ে তন্তু তৈরি করে (যেমন, স্প্যানডেক্স উৎপাদন)। তবুও, কার্বন ফাইবার শিল্পে, এটিকে প্রায়শই "শুষ্ক-স্পান ওয়েট-লেইড" (DSWL)-এর সংক্ষিপ্ত রূপ হিসাবে ভুলভাবে ব্যবহার করা হয়।

প্রক্রিয়া ফ্লো
(1) দ্রবণ প্রস্তুতি: উদ্বায়ী দ্রাবকে পলিমার দ্রাবিত করুন
(2) নিষ্কাশন এবং দ্রাবক বাষ্পীভবন: দ্রবণটি একটি স্পিনারেট প্লেটের মাধ্যমে সরাসরি গরম বাতাসপূর্ণ স্পিনিং টানেলে নিষ্কাশিত করা হয়
(3) দ্রাবক পুনরুদ্ধার: বাষ্পীভূত দ্রাবক পুনরুদ্ধার করে পুনরায় ব্যবহার করা হয়
(4) তন্তু সংগ্রহ: সম্পূর্ণরূপে কঠিনীভূত তন্তুগুলি পেঁচিয়ে সংগ্রহ করা হয়

টেকনিক্যাল চরিত্র
(1) বিভিন্ন তন্তুর ক্রস-বিভাগীয় আকৃতি: অনিয়মিত ক্রস-বিভাগের তন্তু উৎপাদনের ক্ষমতা
(2) জটিল দ্রাবক পুনরুদ্ধার ব্যবস্থা: জটিল দ্রাবক পুনরুদ্ধার সরঞ্জাম প্রয়োজন
(3) নির্দিষ্ট পোলিমারের জন্য উপযুক্ত: যেমন কিছু পরিবর্তিত PAN বা অন্যান্য কার্বন তন্তুর পূর্ববর্তী পোলিমার

তিনটি প্রধান প্রযুক্তির বিস্তারিত তুলনামূলক তালিকা

প্রধান কোম্পানীগুলির প্রযুক্তি রোডম্যাপের তুলনা

ভবিষ্যতের উন্নয়নের দিকপাল

(1) ড্রাই-স্প্রে ওয়েট-স্পিনিং প্রযুক্তির অনুকূলকরণ: উচ্চতর স্পিনিং গতি এবং আরও স্থিতিশীল মানের দিকে এগিয়ে যাওয়া যাতে উচ্চ-কর্মক্ষমতা কার্বন ফাইবারের খরচ আরও কমানো যায়
(2) ওয়েট স্পিনিং আপগ্রেডিং: প্রক্রিয়ার উন্নতির মাধ্যমে ওয়েট-স্পন ফাইবারের কর্মক্ষমতা বৃদ্ধি করা এবং এর প্রসারিত করা আবেদন ক্ষেত্র।
(3) প্রক্রিয়া একীভূতকরণের উদ্ভাবন: বিভিন্ন প্রক্রিয়ার শক্তি একত্রিত করে নতুন কম্পোজিট স্পিনিং কৌশল বিকাশ করা
(4) গ্রিন ম্যানুফ্যাকচারিং: উৎপাদনের সময় পরিবেশগত প্রভাব কমানোর জন্য বান্ধব দ্রাবক ব্যবস্থা তৈরি করা

কার্বন ফাইবারের হালকা কিন্তু দৃঢ় প্রকৃতি নিখুঁতভাবে পরিশীলিত উৎপাদন প্রক্রিয়া থেকে উদ্ভূত। আর্দ্র স্পিনিং-এর ঐতিহ্যবাহী পরিপক্বতা থেকে শুরু করে শুষ্ক স্পিনিং-এর বিশেষায়িত প্রয়োগ এবং শুষ্ক-আর্দ্র স্পিনিং-এর উচ্চ-ক্ষমতা অগ্রগতি পর্যন্ত—প্রতিটি কৌশল উপাদান বিজ্ঞানীদের প্রতিভার স্ফটিকীভবন প্রতিনিধিত্ব করে।

এই প্রযুক্তির পার্থক্যগুলি বোঝা কার্বন ফাইবারগুলির মধ্যে বিস্তৃত মূল্য পার্থক্যের কারণ ব্যাখ্যা করার পাশাপাশি চীনের কার্বন ফাইবার শিল্পের অসাধারণ যাত্রার আলোকপাত করে, যা পিছনে পড়ে থেকে ধাপে ধাপে এগিয়ে যাচ্ছে। উপাদান শক্তির দেশ হিসাবে হওয়ার পথে, প্রতিটি প্রযুক্তি অগ্রগতি আমাদের মনোযোগ এবং প্রশংসার যোগ্য।