尼龍碳纖維是什么材料?碳纖維增強尼龍具備哪些性能特點?
碳纖維具有質輕、拉伸強度高、耐磨損、耐腐蝕、抗蠕變、導電、傳熱等特點,與玻璃纖維相比,模量高3~5倍,因而是一種獲得高剛性和高強度尼龍塑料的增強塑料。
碳纖維復合塑料可分為長(連續)纖維增強和短纖維增強兩大類。纖維長度可從300~400m 到幾個毫米不等。過去10年中,人們在改進不同種類的碳纖維復合材料加工方法和性能方面投入了大量的研究。從預浸樹脂到模塑法加工,從短纖維摻混塑料注射加工到層壓成型,在碳纖維復合材料及制品制作方面積累了很多成功的經驗。目前普遍認為,長(連續)纖維有高強、高韌方面的優越性,短切纖維有加工性好的特點。因此,長碳纖維復合材料在加工上完善成型工藝、短碳纖維塑料進一步提高力學性能是碳纖維尼龍塑料發展的方向。
根據碳纖維長度、表面處理方式及用量的不同,還可以制備綜合性能良好、導電性能各異的導電塑料,如抗靜電塑料、電磁屏蔽材料、面狀發熱體材料、電極材料等。碳纖維增強尼龍材料近年來發展很快,因為尼龍和碳纖維都是各自領域性能良好的材料,其復合材料綜合體現了二者的優越性,強度與剛性比未增強的尼龍高很多,高溫蠕變小,熱穩定性顯著提高,尺寸精度好,耐磨,阻尼性良好,與玻纖增強尼龍相比有更好的綜合性能。
碳纖維是綜合性能很全面的材料之一,其價格也較為昂貴。使用碳纖維增強尼龍,在提高尼龍的多項性能的同時,也使得制成品的成本及加工難度相應提高。因此在滿足使用條件及設計余量的情況下,碳纖維有一經濟加入量。通過實驗,發現碳纖維加入量與制成的復合材料力學性能之間存在著半定量關系。
碳纖維尼龍塑料具備了代替金屬的良好性能,且質輕高韌,易于加工,其應用范圍幾乎涉及國民經濟的各個領域。目前短碳纖維增強尼龍復合材料在汽車工業、國防工業、體育用品、紡織機械、航空航天材料等領域已得到應用 ,但有關C3D/PA復合材料應用方面的報道并不多。隨著制備工藝的完善,性能的提高,相信在不遠的將來C3D/PA復合材料一定會得到廣泛的應用。
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