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玻璃纤维、碳纤维和石墨纤维

对玻璃纤维质量影响很大的是在其拉伸过程中所使用的表面活性处理剂。表面活性处理剂所用的成分如定型机、润滑剂、偶联剂和其他添加剂都影响加工性能和增强塑料的性能。偶联剂的作用是其分子的一部分与增强材料形成链,而另一部分能与基体树脂发生化学反应,提高树脂和玻璃纤维间的界面结合力,从而提高复合材料的机械性能、电性能和耐老化性能。用于玻璃纤维的偶联剂主要是硅烷偶联剂。
 
玻璃纤维的三种处理方法:1.前处理,在玻璃纤维拉制过程中浸渍覆浸润剂使纤维表面得到化学处理。2.后处理,将玻璃纤维或其织物加热以除去表面润滑剂,再浸涂浸润剂。。3.迁移法,将偶联剂或相容剂参入树脂中。
 
碳纤维和石墨纤维的区别取决于纤维内的含碳量,一般含碳量在90%-99%为碳纤维,含碳量高于99%的成为石墨纤维,其制造原理和结构都是一样的。碳纤维可以用聚丙烯腈或沥青来制造,但高质量的碳纤维目前只能由PAN来制造。CF需要经表面处理以提高纤维表面的极性,改善纤维被基体树脂的可润湿性以及纤维/基体的黏结性。碳纤维目前存在的问题是价格高、层间剪切强度低和冲击强度差。碳纤维特殊的性能是它的导电性能和沿纤维轴轴向的线膨胀系数,这些特殊性能是碳纤维能被广泛应用的原因。
 
加捻长丝纱也可用于增强塑料,尽管他们更有利于注塑加工,但由于加捻纱用热固性或热塑性树脂浸渍更困难,因此,不加捻纱更有利于增强塑料。短纤维为热塑性聚合物,热固性模塑料和纸张等提供的纤维长度一般为3-6mm。
 
碳纤维使用的增强基体是工程塑料。碳纤维增强热塑性塑料能获得具有高刚性、高强度兼有质量轻的复合材料。同时,由于碳纤维的线膨胀系数为负值,所以能用来制造线膨胀系数为零的复合材料,或者制造出热膨胀系数和另一种材料相同的复合材料。
 
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