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玻璃纖維、碳纖維和石墨纖維

對玻璃纖維質(zhì)量影響很大的是在其拉伸過程中所使用的表面活性處理劑。表面活性處理劑所用的成分如定型機(jī)、潤滑劑、偶聯(lián)劑和其他添加劑都影響加工性能和增強(qiáng)塑料的性能。偶聯(lián)劑的作用是其分子的一部分與增強(qiáng)材料形成鏈,而另一部分能與基體樹脂發(fā)生化學(xué)反應(yīng),提高樹脂和玻璃纖維間的界面結(jié)合力,從而提高復(fù)合材料的機(jī)械性能、電性能和耐老化性能。用于玻璃纖維的偶聯(lián)劑主要是硅烷偶聯(lián)劑。
 
玻璃纖維的三種處理方法:1.前處理,在玻璃纖維拉制過程中浸漬覆浸潤劑使纖維表面得到化學(xué)處理。2.后處理,將玻璃纖維或其織物加熱以除去表面潤滑劑,再浸涂浸潤劑。。3.遷移法,將偶聯(lián)劑或相容劑參入樹脂中。
 
碳纖維和石墨纖維的區(qū)別取決于纖維內(nèi)的含碳量,一般含碳量在90%-99%為碳纖維,含碳量高于99%的成為石墨纖維,其制造原理和結(jié)構(gòu)都是一樣的。碳纖維可以用聚丙烯腈或?yàn)r青來制造,但高質(zhì)量的碳纖維目前只能由PAN來制造。CF需要經(jīng)表面處理以提高纖維表面的極性,改善纖維被基體樹脂的可潤濕性以及纖維/基體的黏結(jié)性。碳纖維目前存在的問題是價(jià)格高、層間剪切強(qiáng)度低和沖擊強(qiáng)度差。碳纖維特殊的性能是它的導(dǎo)電性能和沿纖維軸軸向的線膨脹系數(shù),這些特殊性能是碳纖維能被廣泛應(yīng)用的原因。
 
加捻長絲紗也可用于增強(qiáng)塑料,盡管他們更有利于注塑加工,但由于加捻紗用熱固性或熱塑性樹脂浸漬更困難,因此,不加捻紗更有利于增強(qiáng)塑料。短纖維為熱塑性聚合物,熱固性模塑料和紙張等提供的纖維長度一般為3-6mm。
 
碳纖維使用的增強(qiáng)基體是工程塑料。碳纖維增強(qiáng)熱塑性塑料能獲得具有高剛性、高強(qiáng)度兼有質(zhì)量輕的復(fù)合材料。同時(shí),由于碳纖維的線膨脹系數(shù)為負(fù)值,所以能用來制造線膨脹系數(shù)為零的復(fù)合材料,或者制造出熱膨脹系數(shù)和另一種材料相同的復(fù)合材料。
 
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