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碳纖維表面處理的目的主要是為了防止弱界面層的生產(chǎn),并粗產(chǎn)生適合粘結(jié)的表面形態(tài),改善樹脂和增強(qiáng)材料的親和力。碳纖維表面處理的方法-般分為氧化處理和非氧化處理,氧化處理的原理 是引入極性基團(tuán)并消除弱性界面,非氧化處理的原理是沉積更活潑的碳和其他物質(zhì)。
一.氧化法
氣相氧化法:氣相氧化是利用氧化性氣體來氧化纖維表面,從而引入極性基團(tuán),并給與適宜的粗糙度來提高復(fù)合材料的剪切強(qiáng)度。
液相氧化法:液相氧化法主要是將碳纖維浸入到某種氧化性溶液中,通過氧化劑來氧化刻蝕碳纖維表面。使碳纖維表面所含的各種含癢極性基團(tuán)和溝壑增多,有利于提高碳纖維和樹脂之間界面的結(jié)合力。
氣液雙效氧化法:氣液雙效氧化法是指先用液相涂層,后用氣相氧化,使碳纖維的自身抗拉強(qiáng)度及其復(fù)合材料的層間剪切度均得到提高。
電化學(xué)氧化法:電化學(xué)氧化法就是指的陽極電解氧化法。由于增加了大量的含癢官能團(tuán)和含氮官能團(tuán),提高了碳纖維和環(huán)氧樹脂的浸潤性和反應(yīng)性,有利于改善碳纖維復(fù)合材料的力學(xué)性能。
二、非氧化法
氣相沉積法:氣相沉積法是在碳纖維和樹脂的界面引入活性炭的塑性界面區(qū)來松弛應(yīng)力,從而提高了復(fù)合材料的界面性能。
電聚合法:電聚合法是在電場力的作用下使含有活性基團(tuán)的單位在碳纖維的表面聚合成膜,以改善其表面形態(tài)和組成。
-偶聯(lián)劑涂層法:偶聯(lián)劑層法所采用的偶聯(lián)劑為雙性分子,匹克運(yùn)動球拍,它的官能團(tuán)分別與碳纖維表面和樹脂反應(yīng)生成化學(xué)鍵,起到了化學(xué)媒介的作用, 將二者牢固的連在一起,從而提高了界面的強(qiáng)度。
聚合物涂層法:碳纖維表面涂覆聚鋁氧烷,經(jīng)過高溫?zé)崽幚砗螅祭w維表面生成氧化鋁涂層,使其性能得到提高,可與金屬復(fù)合制取碳纖維增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料。
晶須生長法:生產(chǎn)晶須的過程包括成核過程以及在碳纖維表面生長非常細(xì)的高強(qiáng)度化合物單晶的過程。
等離子法:等離子體法主要是通過等離子體撞擊碳纖維表面, 從而刻蝕碳纖維表層, 使其表面的粗糙度增加, 表面積也相應(yīng)增加。
碳纖維和玻璃纖維同為纖維材料,有很多共同的特點(diǎn),使用領(lǐng)域也十分相似,人們常把它們放在一起比較。那么它們具體有哪些不同呢?這篇文章就從組成成分、性能、適用基體、使用領(lǐng)域這四個方面具體講解一下。
組成成分:碳纖維是由聚纖維預(yù)氧化、碳化得到的,主要組成成分為碳,至少在90%以上。玻璃纖維是以玻璃為原料,經(jīng)高溫溶制、拉絲、絡(luò)紗等工藝制程的,只要成分為二氧化硅、氧化鋁、氧化鈣、氧化硼、氧化鎂、氧化鈉等。
性能:碳纖維優(yōu)勢是重量輕、強(qiáng)度高,此外還有模量高、熱膨脹系數(shù)小、耐高溫、耐低溫、耐沖擊、 耐腐蝕、吸振、可設(shè)計(jì)性強(qiáng)、X射線透過率高的優(yōu)點(diǎn),缺點(diǎn)是脆性大。玻璃纖維的性能相比碳纖維有一定的距離,優(yōu)點(diǎn)是機(jī)械強(qiáng)度高、絕緣性高,缺點(diǎn)是耐磨性差。
適用基體:碳纖維可以和樹脂、金屬以及無機(jī)非金屬材料結(jié)合制成復(fù)合材料,玻璃纖維則大多數(shù)和樹脂復(fù)合制成玻璃鋼。
使用領(lǐng)域:碳纖維和玻璃纖維使用的領(lǐng)域均十分廣泛,例如船艇、電子電氣、風(fēng)能、航空航天、、汽車、運(yùn)動休閑等行業(yè)都能看到它們的身影,不同的是碳纖維使用之處科技含量更高。
竹炭纖維是使用竹子為原料,在純氧高溫的條件下讓竹子的微孔更細(xì),然后紡絲而成的,環(huán)保又健康,被譽(yù)為"黑色鉆石”; 而碳纖維是驟纖維、瀝青纖維、粘膠基纖維等含碳高的化學(xué)纖維為原料,高溫碳化而成的,性能優(yōu)越,在很多行業(yè)都有應(yīng)用。作為含碳量很高的纖維,它們有什么不同呢?
先來說或竹炭纖維吧。竹炭纖維有良好的柔軟性、吸濕性、性以及環(huán)保型。把它紡織成布匹后,摸上去手感柔軟細(xì)膩、有彈性、韌性和強(qiáng)度都,比棉和絲綢還要好上許多。現(xiàn)在竹炭纖維織品非常流行,匹克運(yùn)動球拍使用說明,天使用清爽、透氣,匹克運(yùn)動球拍優(yōu)勢,春秋使用能排除身體多余的火氣,匹克運(yùn)動球拍加工廠,舒適又健康。它的率達(dá)到94.5% ,能抑制螨蟲、防臭。
再來看看碳纖維。碳纖維雖然是一種化工纖維,但對人體沒有絲毫危害。碳纖維的性能堪比金屬,強(qiáng)度高、重量輕、韌性強(qiáng)、拉伸模量大、耐化學(xué)腐蝕。常見的碳纖維產(chǎn)品有碳纖維板、碳纖維布、碳纖維桿、碳纖維異形件,它們廣泛應(yīng)用在在建筑補(bǔ)強(qiáng)、體育用品、工業(yè)制造、機(jī)械、安全等領(lǐng)域。甚至可以用來制造一些小產(chǎn)品 ,例如球拍、名片、錢包。
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