碳纤维辊耐热性如何?
碳纤维复合材料的强悍性能,一直是它能够收到多方关注的核心理由。市场里出现的大部分碳纤维制品,都是经过实验室和市场双重检测的合格品。拿碳纤维辊来举例,它的出现帮助纺织、印刷等机械行业节省了大量的能源成本,是不可多得的新型材料之一。
但是并不是所有使用传统金属辊筒的行业都能选择碳纤维辊来代替,毕竟工作环境对辊筒的选择来说,具有很大的制约性。在部分高温环境中,需要考验辊轴的耐热性,这一点来说,我们就要知道碳纤维辊耐热性到底如何了。
碳纤维辊耐热性与哪些因素有关?
首先我们需要先从复合材料这个角度出发,复合材料由多种不同成分不同比例的原料混合而成,各个材料因为热膨胀性能的差异,在面对温度变化时会产生内应力。当温度过高,内应力超过一定可承受的范围,复合材料就会出现内部损坏,导致性能下降,严重的会出现软化、融化,甚至分解至燃烧的情况,彻底丧失自身性能。
再说碳纤维复合材料,它是由碳纤维原丝和树脂混合而成,原纤维原丝的耐热性非常高,可以超过2000℃,而树脂的耐热性就低很多了。目前市场中常见的热固性碳纤维辊中,选用的是环氧树脂,即便是性能较好的环氧树脂,熔点也在140℃左右,无法满足耐高温这么一个需求。
碳纤维辊耐热性如何提升?
上面说到碳纤维辊中环氧树脂的熔点较低,那如果选择熔点更好的树脂呢?现实情况是,国内外的新型材料研究已经在做这件事。选择热塑性树脂,如聚酰胺(PA)、聚酰亚胺(TPI)、聚苯硫醚(PPS)和聚醚醚酮(PEEK)等,就可以实现碳纤维辊耐热性大幅提升的需求。
这种碳纤维复合材料,我们称之为连续碳纤维增强热塑性复合材料(CFRTP)。目前国内能够生产该种复合材料的厂家很少,即便是国外也是凤毛麟角般的存在。生产难点在于高温状态下热塑性树脂与碳纤维融合后,如何保证性能的稳定。
无锡智上新材经过十多年的研发,在连续碳纤维增强热塑性复合材料的批量化生产中取得了阶段性的成果。通过完善的生产线,已经可以制备出品控优秀、性能稳定的连续碳纤维增强热塑性复合材料单向预浸带,以聚酰胺(PA)和聚苯硫醚(PPS)两种树脂为基体的高强度碳纤维复材,难度最高的聚醚醚酮(PEEK)尚待研发。
待制备技术完全成熟,技术人员便可以开始研发热塑性碳纤维辊、板、管等制品,届时碳纤维辊耐热性的提升将会变成现实。
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