碳纤维的制作方式有多种,其中拉挤成型和卷制成型是较为常用的2种。之前我们也介绍过这2种方式,在性能上卷制成型的碳纤维管更深一筹。碳纤维卷管的性能与自身组成及加工技术直接相关,智上新材料来科普一下。
 
碳纤维卷管的组成和加工
 
    碳纤维卷管的组成分析
 
    碳纤维卷管其实就是碳纤维预浸料经过多层铺叠,再利用卷管机卷制而成的圆形管材。碳纤维预浸料是碳纤维复合材料的一种中间体,是由碳纤维原丝与树脂基体融合而成的一种形态。碳纤维预浸料质地柔软,虽然是固态形式,但是却可以用来加工成型多种碳纤维制品的样式。
 
    碳纤维原丝按照强度和模量有不同的品级,T系列表示强度,M系列表示模量。目前国际上可以生产T1200强度的碳纤维,也可以生产M65J模量的碳纤维,国产碳纤维原丝的水平尚未达到。
 
    树脂基体材料有热固性和热塑性之分,两者最大的区别在于热塑性树脂可以二次熔化再次塑形,不过热塑性树脂基体的加工难度大,尚未形成大规模的普及。热固性树脂基体有环氧树脂、双马来酰胺树脂等,热塑性树脂有聚苯硫醚树脂、聚酰胺树脂和聚醚醚酮树脂等等。
 
碳纤维卷管的组成和加工
 
    碳纤维卷管的加工过程
 
    碳纤维卷管是将铺层好的碳纤维预浸料进行卷制成型的一道工艺。卷制过程中,涉及到的加工设备和工具,包括卷管机、芯模等。碳纤维管的长度和直径是由芯模决定,而厚度由实现铺层的数量决定,碳纤维管卷制则由卷管机决定。
 
    碳纤维卷管工艺的原理,其实就是采用卷管机上的热辊,促使预浸料软化,熔化预浸料上的树脂胶黏剂,然后依靠热辊的旋转,利用热辊和芯模之间的摩擦,将预浸料卷到芯模上的过程。
 
    在碳纤维卷管时,还需要在芯模和碳纤维预浸料中间事先涂抹上脱模剂,同时在卷制过程中控制好温度,以便碳纤维卷管的顺利进行。卷制之后,还需要进行热压炉中进行高温成型加工。
 
    了解了碳纤维卷管的组成成分和加工过程,相信大家就明白了,为什么说它的性能与这两者直接相关。企业在采购碳纤维卷管时,除了要明确长度、口径、厚度、这些基本参数外,还需要明确性能需求,避免产品无法满足需求的情况发生。
 
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