展紗不充分會影響熱塑性碳纖維的品質(zhì)嗎?
碳纖維在目前所有已知的材料中,是機械性能非常出色的一種,但它自身太過柔軟,需要與其他基體材料融合形成外形穩(wěn)定的復合材料,才能將出色的機械性能發(fā)揮出來。樹脂基碳纖維復合材料是目前應用難度較低、應用范圍較廣的一種,該類碳纖維復合材料正向著熱塑性的方向發(fā)展,不過這個過程并不順利,展紗階段就遇到了問題。
展紗不充分會影響熱塑性碳纖維的品質(zhì)嗎?
展紗是什么意思?其實就是將碳纖維紗線鋪展開來,聽著很簡單,其實在制備熱塑性碳纖維復合材料時,這個步驟的難度超乎想象。想要熱塑性碳纖維復合材料的性能保持一個較好的水平,需要碳纖維絲的排列和分布得非常均勻,而展紗就是為了達到這個效果。
在制備熱塑性碳纖維復合材料的過程中,碳纖維會以紗線或織物的方式呈現(xiàn)出來,分布的越均勻,與熱塑性樹脂浸潤的效果也就越好,融合而成的熱塑性碳纖維復合材料的性能也就越強。
反之,如果碳纖維絲鋪展后分布均勻,就會導致復合材料的機械性能發(fā)生變化。不均勻的碳纖維分布會留存很多薄弱點,導致熱塑性碳纖維復合材料多個部位的強度下降,從而影響熱整體的質(zhì)量和性能。
那如何提高碳纖維絲的展紗效果呢?這個問題其實也一直困擾這從事碳纖維研究的專家和學者。設備改進、操作調(diào)整、加工優(yōu)化等這些都是合理的改善方式,但具體如何才能生效,還需要經(jīng)過不斷的實驗才能得出結論。
之所以熱塑性碳纖維復合材料難以制備,除了展紗外,還有很多問題需要解決,比如熱塑性樹脂熔融溫度過高如果長時間保持高溫狀態(tài)?熔融后的熱塑性樹脂粘度過高容易附著碳纖維絲束表面難以流動?熱塑性樹脂浸潤效果不理想,無法形成穩(wěn)定的物理結構等等。
總之,熱塑性碳纖維復合材料并沒有那么容易實現(xiàn),尤其是連續(xù)碳纖維增強熱塑性樹脂復合材料這個方向想要突破,說不定還需要10年、20年,甚至更久。
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