碳纖維增強塑料界說及加工辦法
碳纖維與熱固性和熱塑性塑料組成的復合資料可在工程技術上的使用。用碳纖維增強的熱固性塑料使用在剛性和強度要求高而比重要求小的結構件中,而熱塑性復合資料則使用碳纖維的低摩擦系數(shù)和耐磨損性,用在翻滾、滑動、密封件上。
用得最多的熱固性樹脂為環(huán)氧樹脂,其次為聚酯。碳纖維與玻璃纖維比較,在增強作用上的長處主要是它的較大的剛性和耐腐蝕性。為了充沛使用碳纖維的高溫功能,可選用耐高溫的合成樹脂作為基體,如聚酰亞胺、聚芳環(huán)化合物等。為了更有效地進步碳纖維復合資料的耐高溫功能,也可使用金屬,陶瓷和碳作為復合資料的基體。
碳纖維增強塑料的加工工藝與玻璃纖維增強塑料類似,但在具體操作中,比如盤卷、環(huán)繞、混料時需注意碳纖維是脆性的,它對剪切力很敏感。跟著彈性模量的添加,這種敏感性也在添加。其開裂功能可與硅酸鹽資料相類比,因而操作碳纖維時應與操作高強度玻璃纖維一樣當心。為到達充沛增強的作用,碳纖維的長度不該小于0.8毫米(臨界長度),如果加工長纖維,則滾筒和導滾應該選用軟的和柔韌的資料,而且導滾的直徑要盡可能的大。
碳纖維現(xiàn)已能夠紗綻,帶子,或織物的方式提供出必定的數(shù)量來用于預浸膠了,短纖維和長纖維一樣可加以預浸膠處理,關于必定數(shù)意圖纖維而言,螺旋紗要比長纖維束優(yōu)勝,它能夠沒有困難地制成任何厚度的預浸膠制品,出產(chǎn)單向預浸膠制品的另一加工方法(ERDE)是將短纖維先在甘油中軟化,然后在開口模具中單向地擺放進行熱壓,這與長纖維比較,其契合資料的強度要下降約20~40%,但彈性模量的改變很小。用于出產(chǎn)預浸膠制品的碳纖維,加工時有時不處理,有時則用粘膠促進劑處理,以進步層間剪切強度,選用開裂伸長率大的基體樹脂,可削減基體脆性決裂的風險,這樣便可得到功能杰出的復合資料。
一起,為使功能的改變減小,先推薦選用開裂伸長在5%左右,曲折/抗張強度接近于1的合成樹脂。由此可見,基體樹脂的優(yōu)異強度和剛性關于反抗和曲折強度杰出的碳纖維增強塑料來說,并不是基本條件,事實上,現(xiàn)已知道,即便樹脂的功能有所不同,由此而制得的復合資料的功能相差仍是很小的。還應指出,和玻璃纖維加工時一樣,基體樹脂中不該加入溶劑,以削減生成孔隙的的風險,影響復合資料的功能。