碳纤维增强热塑性树脂基复合材料的研究

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说到碳纤维增强热塑性树脂基复合材料的研究随着热固性碳纤维复合材料的普及,热塑性碳纤维复合材料近年来迅速发展起来了。再者相比,热塑性碳纤维具有很多优点:①密度小,强度高。②韧性比较高。③热塑性树脂成型过程

碳纤维增强热塑性树脂基复合材料的研究

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随着热固性碳纤维复合材料的普及,热塑性碳纤维复合材料近年来迅速发展起来了。再者相比,热塑性碳纤维具有很多优点:①密度小,强度高。②韧性比较高。③热塑性树脂成型过程中无需化学反应,因此成型周期短。④可重复利用。⑤选用PPS、PEEK等耐热工程塑料作复合材料的基体,可以使得复合材料在更高的温度下使用。碳月工厂料科技有限公司作为一家专注于碳纤维复合材料高端应用的研发型科技企业,公司的技术团队对热塑性复合材料也一定研究,下面给大家分享一二。CF增强PA聚酰胺树脂(PA)是具有许多重复的酰胺基的线型热塑性树脂的总称,俗称尼龙,商品有PA6、PA1010等。PA6本身就是性能优异的工程塑料,但吸湿性大,制品尺寸稳定性差,强度和硬度也不如金属,用CF增强改性后,大大提高了PA的力学性能,改性后即可作为结构材料承受载荷,又可作为功能材料发挥作用。CF增强PCPC是一种应用广泛的工程塑料,把CF与PC复合后,可进一步提高PC的各种功能,扩展它的应用领域。经研究发现,用液相氧化+硅烷偶联剂复合处理法比气相氧化和液相氧化的表面处理法要好,CF体积分数增加后,复合材料的力学性能得到显著提高,热变形温度也得到了明显提高。CF增强PPSPPS是一种半结晶热塑性树脂,具有卓越的力学性能、耐化学侵蚀性、阻燃性等,制备的CFRPPS复合材料有很好的力学性能及优良的耐溶剂性,PPS与CF之间的粘结性能优良,证明用悬浮熔融法制备连续CF增强PPS预浸料是可行的。研究发现经CF表面处理的CF/PPS复合材料的抗拉伸性能和抗冲击性能都得以了显著的提高,且经过丙酮浸泡处理的CF(布)比经过高温处理的CF(布)增强效果要好。CF增强PPESKPPESK是一种新型的耐高温聚合物,具有较高的力学性能和良好的耐热性、绝缘性以及耐化学腐蚀性,而且熔解性能好,可用作高性能复合材料的若基体。将CF等离子接枝处理后与PPESK及固体润滑剂熔液共混干燥后,采用热压成型工艺制作CF/PPESK固体润湿剂复合材料,考察CF质量分数对复合材料耐磨性能的影响。研究发现少量CF(质量分数5%)的加入就可以显著提高复合材料的耐磨性能,可降低摩擦系数和提高自润滑效果。CF增强PEEKPEEK是新一代耐高温热塑性树脂,其CFRTP已经用于机身、卫星部件和其它空间结构,PEEK的CFRTP可在250℃条件下连续使用。针对PEEK的熔融粘度大,难于浸渍的特点,采取在PEEK中加入一定比例的DPS形成固体混合物,再将PEEK/DPS混合物以熔融浸渍的方法浸渍CF,完全浸渍后,祛除多余的熔剂,形成CF/PEEK预浸料。考察了纤维张力对熔融浸渍效果及复合材料力学性能的影响,研究发现一定的纤维张力有利于纤维的分散,张力过大时,纤维易集束,不利于浸渍。纤维张力的大小对其复合材料的抗拉伸强度和抗拉伸棤有较大的影响。CF增强PIPI具有突出的热稳定性,良好的抗冲击、抗辐射和耐熔剂性能,在高温、高低压和高速等极端环境下具有优异的耐磨擦磨损性能,用CF增强后,可进一步提高性能,扩大应用范围。将CF表面处理后,采用热压成型工艺制备CF/PI复合材料。研究发现,当稀土熔液中稀土质量分数为0.3%时,所制得的CFRPI具有最优的力学性能。结论(1)与CFRP相比,选择合适的热塑性树脂基体,可以使CFRTP有更好的耐腐蚀、耐温等性能。CFRTP成型周期短,制品可回收循环利用,但须解决热塑性树脂浸渍问题。(2)对于CF短纤维,可以采取双螺杆挤出的方法制备CFRTP预浸料,而后注塑成型,也可直接将CF与树脂混合后热压成型;对于连续CF,可以采用熔融浸渍或溶液浸渍的方法制备预浸料,而后热压成型。(3)采用不同的CF表面处理方法,均可以提高CF与基体的粘结力,从而提高CFRTP的力学性能,合适的处理方法可使树脂的抗拉伸强度提高40%。(4)CFRTP的性能随CF体积或质量的提高而提高,力学、耐温、耐磨等性能均有所提高。当CF体积分数为10%~20%时,CFRTP的各项性能最好,热变形温度最高可提高将近50℃,常温下的摩擦系数可降低50%左右。

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