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碳纖維增強(qiáng)尼龍生產(chǎn)的主要控制因素
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發(fā)表時(shí)間：2022-12-30 14:16:26
碳纖維具有高強(qiáng)度、密度小、耐高溫、耐水、耐腐蝕等特性，是一種優(yōu)異的高強(qiáng)度增強(qiáng)材料。用碳纖維增強(qiáng)尼龍能制造高強(qiáng)度耐熱尼龍，碳纖維增強(qiáng)尼龍是十分重要的軍工器械、航空用高性能結(jié)構(gòu)材料。
a、碳纖維長(zhǎng)度與增強(qiáng)效果。與玻璃纖維增強(qiáng)一樣，碳纖維作為增強(qiáng)材料時(shí)，其長(zhǎng)度對(duì)增強(qiáng)效果有很大的影響。保持碳纖維一定的長(zhǎng)度是制造高強(qiáng)度復(fù)合材料的基本條件。一般，碳纖維長(zhǎng)度應(yīng)保持0.2-0.5mm。纖維長(zhǎng)度太短，其作用就類(lèi)似于無(wú)機(jī)填料填充的情況，其增強(qiáng)的作用就很小；纖維長(zhǎng)度太長(zhǎng)，則影響其在基料中的分散與粘結(jié)效果，也導(dǎo)致增強(qiáng)作用的下降。
b、螺桿組合與碳纖維長(zhǎng)度及其分布的關(guān)系。總所周知，不同的螺桿組合，會(huì)產(chǎn)生不同的剪切混合效果，在螺桿元件組合中，捏合塊的尺寸、差位角的大小。捏合塊的數(shù)量及組合位置影響碳纖維的剪切與分散。
碳纖維不耐剪切，稍施剪切力就可將其剪切，因此，在螺桿組合設(shè)計(jì)上，必須保證既剪切纖維至要求尺寸范圍，又不能將纖維剪切纖維至要求尺寸范圍，又不能將纖維剪切成粉末狀。根據(jù)這一原則，要求捏合塊盡可能少，同時(shí)，采用薄形捏合塊與分散組合方式，螺桿元件的整體構(gòu)型為以混合為主要功能的組合形式。
c共混溫度對(duì)碳纖維增強(qiáng)尼龍的影響。與玻纖增強(qiáng)尼龍一樣，共混溫度的控制十分重要。溫度太低時(shí)，溫度太低時(shí)，基料對(duì)碳纖維包覆不好，分散差，復(fù)合材料的力學(xué)性能差；溫度太高則引起尼龍的熱氧化降解。共混溫度設(shè)置的原則如下：
1)、根據(jù)不同尼龍基料的熔點(diǎn)與熔融特性確定熔融溫度，一般比其熔點(diǎn)高10-20℃為熔融溫度，在不影響基料分解的條件下，適當(dāng)提高熔融溫度有利于碳纖維的包裹與分散。
2)、螺桿各工作區(qū)的溫度設(shè)定形成一定的梯度差。這種設(shè)置的一個(gè)重要的指導(dǎo)思想是保護(hù)碳纖受到最低的剪切力，熔融區(qū)適度高溫使基料充分熔融，并在纖維入口處形成完全熔體狀態(tài)，當(dāng)碳纖維進(jìn)入螺桿后，很快被基料熔體浸漬與包裹，使纖維在捏合區(qū)受到盡可能小的剪切作用。在捏合區(qū)，采用較高溫度，以保證混合體呈流體狀態(tài)，自然，熔體所受的剪切作用就小。而在混合計(jì)量區(qū)適當(dāng)降低熔體溫度使熔體在輸送過(guò)程中能繼續(xù)受到混合作用促進(jìn)碳纖維的均勻分散。同時(shí)形成一定的熔體壓力，有利于穩(wěn)定擠出造粒。
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