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碳纤维增强树脂基复合材料不仅采用复合材料成型加工的常用技术,如热压罐/真空袋,纤维缠绕,树脂传递模塑(RTM),模压(SMC,BMC等),拉挤,注射等,而且在这些成型加工方法的基础上注入了新的加工技术,如RTM法已开发了真空辅助RTM,热膨胀RTM,差压RTM,SCRIMP,RFI等方法以及微波辅助拉挤,电子束固化,纤维自动铺放技术等也已进入应用阶段。
碳纤维是一种性能和作用较为全面的增强纤维,用于改善塑料的普遍存在的力学性能较低、刚性差尺寸不稳定和耐热性能低以及不导热、易产生静电等缺点是非常明显的,当碳纤维与玻璃纤维在增强同一塑料时,形成的复合材料性能上的差别即可看出
复合材料界面性能的改善主要表现为层间剪切强度(ILSS)的提高。碳纤维经热氧化表面处理后,所得碳纤维拉挤复合材料的ILSS得到明显提高
碳纤维复合材料拉挤成型工艺是制造高纤维体积含量、高性能、低成本复合材料的一种重要方法,它不但具有其他成型方法(如缠绕成型、模压成型等)制造的复合材料的性能,如高比强度、耐腐蚀、绝缘、尺寸稳定性等特点,而且还具有如下其他工艺所不具有的优点
同活性炭一样ACF属于碳质吸附材料不仅局限于此作为一种高效吸附材料,ACF的吸附性能较以往的粒状活性炭粉状活性炭大大提高首先,纤维直径细,与被吸附质的接触面积大,增加了吸附几率而且外表面积大,吸脱速度快,吸附量大,约是其他活性炭吸附容量的1~10倍
ACF的的结构变化
由于黏胶基碳纤维最早完成工业化,故而黏胶纤维也就成为最早用于制ACF的原料。它的制备工艺分为两步:裂解和活化。裂解时,温度一般在250~350℃,在惰性气氛或烃类燃烧气保护下,处理10~60min
沥青纤维的突出优点是原料便宜,碳含量高。有关沥青基ACF的报道以日本专利居多,最早的原料纤维是煤沥青纤维,后来石油沥青基ACF的报道增多
碳化是制造ACF的重要工艺过程,是指不熔化沥青纤维在惰性气氛中(如N2)加热升温,排除纤维中可挥发的非碳组分的过程及形成乱层类石墨结构的过程
RFI工艺具备的优点:①树脂基体便于存贮、运输、操作简便;②成形压力低,一般只需一个大气压;③模具制造与材料选择的机动性强,无需庞大的成形设备,因而投资低;④碳纤维复合材料性能优异,纤维含量高(接近70%),空隙率低(0~0.1%);⑤树脂体系挥发物质少,V0C含量符合IMO标准,更有利于环境保护