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國內(nèi)水泥混凝土外加劑技術(shù)資料
日本東麗技術(shù)：碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料
來源:
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作者:pro10845f02
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發(fā)布時(shí)間: 2014-08-28
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近些年，將碳纖維用作增強(qiáng)纖維的碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料利用其高比強(qiáng)度和比彈性模量，逐漸被利用于航空器或汽車等的結(jié)構(gòu)材料、網(wǎng)球拍、高爾夫球桿以及釣魚竿等的運(yùn)動(dòng)、以及一般產(chǎn)業(yè)用途等。
該碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的制造方法，可以使用以下方法：使用將未固化的基體樹脂含浸到增強(qiáng)纖維中得到的為片狀中間材料的預(yù)浸料，使其固化的方法；在配置于模具中的增強(qiáng)纖維中澆注液態(tài)的樹脂，得到中間體，使其固化的樹脂傳遞模塑成型法等。這些制造方法中，使用預(yù)浸料的方法中，通常，將多片預(yù)浸料層合后，通過加熱加壓得到碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料。作為該預(yù)浸料中使用的基體樹脂，從工藝性等的生產(chǎn)率方面考慮，多使用熱固性樹脂，特別是環(huán)氧樹脂。
其中，在航空器或汽車等的結(jié)構(gòu)材料用途中，近些年，隨著使用例的增多，對(duì)該碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的特性要求越發(fā)嚴(yán)格。特別是，伴隨應(yīng)用于航空器部件或汽車部件等結(jié)構(gòu)材料，對(duì)于碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料要求在高溫高濕下或低溫下等更嚴(yán)格的使用環(huán)境下的高強(qiáng)度化。
在現(xiàn)有技術(shù)中，通常提高低溫條件下的拉伸強(qiáng)度時(shí)，高溫高濕條件下的壓縮強(qiáng)度受損，另外相反地，提高高溫高濕條件下的壓縮強(qiáng)度時(shí)，低溫條件下的拉伸強(qiáng)度受損，使拉伸強(qiáng)度和壓縮強(qiáng)度高度共存是非常困難的。
對(duì)于碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度的提高，增強(qiáng)纖維的高強(qiáng)度化或高纖維體積分率化是有效的。以往，提出了獲得高強(qiáng)度的增強(qiáng)纖維的方法，沒有提及形成碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料時(shí)表現(xiàn)的強(qiáng)度。通常，存在越是使增強(qiáng)纖維高強(qiáng)度化，越難以利用纖維本來的強(qiáng)度的傾向。此外，已知即使在相同強(qiáng)度的增強(qiáng)纖維中，根據(jù)組合的基體樹脂或其成型條件，其拉伸強(qiáng)度利用率也會(huì)較大地變動(dòng)。特別是，固化的溫度條件達(dá)到180°c以上時(shí)，存在因其固化時(shí)殘留于纖維增強(qiáng)復(fù)合材料中的熱應(yīng)力應(yīng)變難以表現(xiàn)高強(qiáng)度的問題，因此即使能夠得到這樣高強(qiáng)度的碳纖維，為了表現(xiàn)出作為碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的強(qiáng)度，需要進(jìn)一步清除技術(shù)上的問題。
此外，公開了如果基體樹脂的拉伸斷裂伸長率和斷裂韌度KIc滿足特定的關(guān)系，則能夠得到高的拉伸強(qiáng)度利用率。但是，為了提高斷裂韌度KIc，在基體樹脂中配合大量熱塑性樹脂、或橡膠成分時(shí)，通常存在粘度上升，損害預(yù)浸料制造的工藝性、操作性的情況將碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料用作結(jié)構(gòu)材料的情況下，壓縮強(qiáng)度也是重要的物性。壓縮強(qiáng)度的測(cè)定使用無孔板、有孔板、圓筒等的試驗(yàn)片進(jìn)行，但在實(shí)際的使用中，由于通常制成設(shè)置有螺栓孔的板材的形狀，所以特別是有孔板的壓縮強(qiáng)度、其中高溫高濕條件下的強(qiáng)度變得重要。但是，以以往的聚合物作為基體的復(fù)合材料具有輕質(zhì)的優(yōu)點(diǎn)，而伴隨高溫高濕條件下強(qiáng)度或彈性模量的降低，有時(shí)壓縮強(qiáng)度大大地降低，有時(shí)可適用的用途受限。
據(jù)恒志信網(wǎng)消息：日本東麗株式會(huì)社最新研制成功一種能被加工為在拉伸方面和壓縮方面的機(jī)械強(qiáng)度優(yōu)異、適合作為結(jié)構(gòu)材料的碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的環(huán)氧樹脂組合物、以及預(yù)浸料、碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料。
這種新技術(shù)，能夠得到耐熱性優(yōu)異、并且獲得預(yù)浸料時(shí)的工藝性優(yōu)異的環(huán)氧樹脂組合物。通過將該環(huán)氧樹脂組合物和碳纖維組合，能夠得到預(yù)浸料，此外，通過使該環(huán)氧樹脂組合物固化，能夠得到拉伸強(qiáng)度和壓縮強(qiáng)度優(yōu)異的碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料。
利用新技術(shù)的環(huán)氧樹脂組合物得到的碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料在高溫高濕下或低溫下等的更嚴(yán)酷的使用環(huán)境下的機(jī)械強(qiáng)度優(yōu)異，因此特別適合于結(jié)構(gòu)材料。例如，在航空宇宙用途中，適用于主翼、尾翼以及橫梁等的航空器一次結(jié)構(gòu)材料用途，襟翼、副翼、引擎罩、整流罩以及內(nèi)部裝飾材料等二次結(jié)構(gòu)材料用途，火箭發(fā)動(dòng)機(jī)殼體以及人工衛(wèi)星結(jié)構(gòu)材料用途等。另外，在一般產(chǎn)業(yè)用途中，適用于汽車、船舶以及鐵路車輛等移動(dòng)體的結(jié)構(gòu)材料，傳動(dòng)軸、板簧、風(fēng)車葉片、壓カ容器、飛輪、制紙用輥、屋頂材料、電纜、鋼筋、以及修補(bǔ)加強(qiáng)材料等土木?建筑材料用途等。進(jìn)ー步，在運(yùn)動(dòng)用途中，適用于高爾夫球桿、釣魚竿、網(wǎng)球、羽毛球以及壁球等的球拍用途、曲棍球等的球棍用途、以及滑雪杖用途等。
