Los carbones grafitizantes y no grafitizantes (alternativamente, carbono grafitizable y no grafitizable) son las dos categorías de carbono producidas por pirólisis de materiales orgánicos. Rosalind Franklin los identificó por primera vez en un artículo de 1951 en Proceedings of the Royal Society . [1] En este artículo, definió los carbones grafitizantes como aquellos que pueden transformarse en grafito cristalino al calentarse a 3000 °C (3270 K; 5430 °F), mientras que los carbones no grafitizantes no se transforman en grafito a ninguna temperatura. Los precursores que producen carbono grafitizante incluyen cloruro de polivinilo (PVC) y coque de petróleo. El cloruro de polivinilideno (PVDC) y la sacarosa producen carbono no grafitizante. Las propiedades físicas de las dos clases de carbonos son bastante diferentes. Los carbones grafitizantes son blandos y no porosos, mientras que los carbones no grafitizantes son materiales duros y de baja densidad. Los carbones no grafitizados también se conocen como carbones duros o , más coloquialmente, carbón vegetal . El carbón vítreo también es un ejemplo de material de carbono no grafitizado.
Los precursores de los carbones grafitizables pasan por una etapa fluida durante la pirólisis ( carbonización ). Esta fluidez facilita la movilidad molecular de las moléculas aromáticas, lo que da lugar a reacciones de polimerización deshidrogenativa intermolecular para crear moléculas aromáticas lamelares (con forma de disco). Estas se "asocian" para crear una nueva fase de cristal líquido, la denominada mesofase. Una fase fluida es el requisito dominante para la producción de carbones grafitizables. [2]
Los carbones no grafitizados generalmente no pasan por una etapa fluida durante la carbonización. Desde la época de Rosalind Franklin, los investigadores han propuesto varios modelos para su estructura. Oberlin y sus colegas enfatizaron el papel de las unidades estructurales básicas (BSU), formadas por estructuras aromáticas planas que consisten en menos de 10 a 20 anillos, con cuatro capas o menos. La reticulación entre las BSU en carbones no grafitizados previene la grafitización . [3] Más recientemente, algunos han propuesto modelos que incorporan pentágonos y otros anillos de carbono que no son de seis miembros. [4]