Khi dầu thô được xử lý, rất nhiều sản phẩm phụ bẩn còn sót lại. Một nghiên cứu mới chỉ ra rằng một số chất đó có thể được sử dụng để tạo ra sợi carbon giá rẻ, sau đó có thể được sử dụng trong vật liệu composite sợi carbon ít tốn kém hơn.

Vật liệu tổng hợp mà chúng ta biết đến là sợi carbon thường bao gồm các sợi carbon dệt kết hợp với chất kết dính epoxy. Và đúng vậy, vật liệu này có xu hướng đắt tiền. Đó là vì polyacrylonitril, một hóa chất tiền thân thường được kéo sợi để tạo ra sợi, bản thân nó khá đắt. Do đó, các nhà khoa học đã tìm kiếm các nguồn sợi carbon tiết kiệm chi phí hơn trong một thời gian.

Một ứng cử viên được xem xét trước đây là các chất phân tử được gọi là asphaltenes. Đây là các thành phần của dầu thô và chúng được tách ra khỏi dầu trong quá trình tinh chế. Chúng được sử dụng trong sản xuất nhựa đường và trong số các ứng dụng khác.

Chúng cũng có thể được kéo thành dạng sợi carbon, mặc dù những sợi này có xu hướng dễ đứt. Năng suất sợi cũng tương đối thấp sau bước xử lý nhiệt cuối cùng của quá trình kéo sợi, trong đó các sợi asphaltene được carbon hóa.

Nhận thấy những nhược điểm này, Giáo sư Mani Sarathy và các đồng nghiệp tại Đại học Khoa học và Công nghệ Quốc vương Abdullah (KAUST) của Ả Rập Xê Út gần đây đã nghiên cứu một sản phẩm phụ khác của quá trình chế biến dầu thô – nhựa.

Sợi carbon có thể trở nên rẻ hơn một chút nhờ asphaltenes và nhựa được chiết xuất trong quá trình chế biến dầu thô.

"Các nghiên cứu trước đây về cặn dầu đã chỉ ra rằng nhựa ổn định các phân tử asphaltene, làm nổi bật ái lực phân tử mạnh của chúng. Điều này khiến chúng tôi đưa ra giả thuyết rằng việc pha trộn asphaltene với nhựa có thể tạo ra nguyên liệu đầu vào có tác dụng hiệp đồng để sản xuất sợi carbon", Edwin Guevara Romero, một nhà nghiên cứu trong phòng thí nghiệm của Sarathy cho biết.

Trong các thử nghiệm trong phòng thí nghiệm, hỗn hợp asphaltene-resin như vậy được phát hiện là chảy tốt hơn asphaltene đơn lẻ, cho phép chúng được kéo sợi ở nhiệt độ thấp hơn, tiết kiệm năng lượng hơn. Các sợi cũng ít bị đứt hơn sau khi cacbon hóa, dẫn đến hiệu suất tương tự như các sợi carbon đẳng hướng có độ bền trung bình đến cao hiện có. Việc thu thập asphalten và nhựa thông sẽ giúp xử lý dễ dàng hơn các chất thải còn sót lại trong quá trình chế biến dầu thô.

"Theo truyền thống, cặn dầu được sử dụng trong các ứng dụng có giá trị rất thấp như làm mặt đường. Bằng cách chiết xuất asphaltenes và nhựa nặng nhất để sản xuất sợi carbon có giá trị cao, các loại dầu còn lại cũng có thể được xử lý dễ dàng hơn để sản xuất nhiên liệu sạch hơn hoặc các phân tử nhỏ có giá trị, cải thiện hơn nữa tính kinh tế của quy trình", Sarathy nhấn mạnh.

Nguồn: vietq.vn