環(huán)氧樹脂碳纖維管性能如何?
碳纖維管的組成成分很簡(jiǎn)單,主要為碳纖維原絲和樹脂材料,但是經(jīng)過了繁瑣的加工程序后碳纖維管的內(nèi)部結(jié)構(gòu)非常穩(wěn)定。環(huán)氧樹脂是最常用的碳纖維管材料之一,環(huán)氧樹脂碳纖維管性能優(yōu)勢(shì)是什么?
環(huán)氧樹脂碳纖維管性能如何?
1、重量輕:環(huán)氧樹脂碳纖維管的密度為1.7g/cm3左右,普通鋼管的密度為7.8g/cm3左右,鋁合金管的密度在2.7g/cm3左右,對(duì)比起環(huán)氧樹脂碳纖維管的重量輕上很多。
2、彎曲剪切強(qiáng)度和模量高:碳纖維環(huán)氧樹脂管的彎曲剪切模量理論為8.63GPa,實(shí)測(cè)為8.46GPa,碳纖維管的剪切強(qiáng)度為112MPa,實(shí)際測(cè)得103MPa。對(duì)比普通鋼管和鋁合金管也高上好幾倍。
3、拉伸強(qiáng)度和模量高:碳纖維環(huán)氧樹脂管的理論拉伸強(qiáng)度為488MPa,實(shí)測(cè)為428MPa??估瓘?qiáng)度和模量高,可以在很多高端領(lǐng)域中表現(xiàn)出更好的使用價(jià)值,如航空航天。
按樹脂分類碳纖維管還有其他多種類型
其實(shí)環(huán)氧樹脂碳纖維管只是碳纖維管家族的一個(gè)分支,如果單從樹脂基體這一個(gè)角度,可以將碳纖維管分為熱固性碳纖維管和熱塑性碳纖維管,而環(huán)氧樹脂只是熱固性樹脂中的普通一員。熱固性樹脂中還有酚醛樹脂、雙馬來酰胺樹脂、熱固性聚酰亞胺樹脂等等。
相比于熱固性樹脂,熱塑性樹脂的力學(xué)性能更好,而且還有一些特殊的性能,如聚醚醚酮樹脂,它的耐高溫能力高出一大截,同時(shí)還具有不錯(cuò)的生物相容性,很適合應(yīng)用于醫(yī)療行業(yè)。而熱塑性聚酰胺樹脂具備超強(qiáng)的耐摩擦能力,可以支撐高耐磨的碳纖維墊片等制品。
既然熱塑性樹脂比熱固性樹脂更好用,為什么現(xiàn)階段使用較多的還是環(huán)氧樹脂碳纖維管材呢?這是因?yàn)闊崴苄詷渲幸粋€(gè)生產(chǎn)加工上的難點(diǎn),那就是熔融溫度很高,而且熔融后該類型樹脂的粘性很高,想要浸潤(rùn)碳纖維原絲難度太大。無法充分浸潤(rùn),那熱塑性碳纖維復(fù)合材料內(nèi)部的結(jié)構(gòu)就不夠穩(wěn)定,制成的熱塑性碳纖維管的性能無法保證,那就違背了熱塑性碳纖維管的應(yīng)用初衷。
所以全球的碳纖維大廠都在竭力解決這個(gè)問題,只是目前來說進(jìn)度比較緩慢。未來如果真的解決生產(chǎn)中的難題,擁有了大批量生產(chǎn)熱塑性碳纖維復(fù)合材料的能力,碳纖維材料的應(yīng)用價(jià)值還會(huì)得到巨大的提升。另外熱塑性碳纖維材料還有一個(gè)獨(dú)特的優(yōu)勢(shì),那就是它可以回收二次重塑,這就給碳纖維材料的回收利用提供了可行的渠道。
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