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碳纖維增強尼龍生產(chǎn)的主要控制因素（一）

發(fā)布日期：2020-07-24 00:00:00　瀏覽次數(shù)：

碳纖維具有高強度、密度小、耐高溫、耐水、耐腐蝕等特性，是一種優(yōu)異的高強度增強材料。用碳纖維增強尼龍能制造高強度耐熱尼龍，碳纖維增強尼龍是十分重要的軍工器械、航空用高性能結構材料。

a、碳纖維長度與增強效果。與玻璃纖維增強一樣，碳纖維作為增強材料時，其長度對增強效果有很大的影響。保持碳纖維一定的長度是制造高強度復合材料的基本條件。一般，碳纖維長度應保持0.2-0.5mm。纖維長度太短，其作用就類似于無機填料填充的情況，其增強的作用就很小；纖維長度太長，則影響其在基料中的分散與粘結效果，也導致增強作用的下降。

b、螺桿組合與碳纖維長度及其分布的關系。總所周知，不同的螺桿組合，會產(chǎn)生不同的剪切混合效果，在螺桿元件組合中，捏合塊的尺寸、差位角的大小。捏合塊的數(shù)量及組合位置影響碳纖維的剪切與分散。

碳纖維不耐剪切，稍施剪切力就可將其剪切，因此，在螺桿組合設計上，必須保證既剪切纖維至要求尺寸范圍，又不能將纖維剪切纖維至要求尺寸范圍，又不能將纖維剪切成粉末狀。根據(jù)這一原則，要求捏合塊盡可能少，同時，采用薄形捏合塊與分散組合方式，螺桿元件的整體構型為以混合為主要功能的組合形式。

c共混溫度對碳纖維增強尼龍的影響。與玻纖增強尼龍一樣，共混溫度的控制十分重要。溫度太低時，溫度太低時，基料對碳纖維包覆不好，分散差，復合材料的力學性能差；溫度太高則引起尼龍的熱氧化降解。共混溫度設置的原則如下：

1)、根據(jù)不同尼龍基料的熔點與熔融特性確定熔融溫度，一般比其熔點高10-20℃為熔融溫度，在不影響基料分解的條件下，適當提高熔融溫度有利于碳纖維的包裹與分散。

2)、螺桿各工作區(qū)的溫度設定形成一定的梯度差。這種設置的一個重要的指導思想是保護碳纖受到最低的剪切力，熔融區(qū)適度高溫使基料充分熔融，并在纖維入口處形成完全熔體狀態(tài)，當碳纖維進入螺桿后，很快被基料熔體浸漬與包裹，使纖維在捏合區(qū)受到盡可能小的剪切作用。在捏合區(qū)，采用較高溫度，以保證混合體呈流體狀態(tài)，自然，熔體所受的剪切作用就小。而在混合計量區(qū)適當降低熔體溫度使熔體在輸送過程中能繼續(xù)受到混合作用促進碳纖維的均勻分散。同時形成一定的熔體壓力，有利于穩(wěn)定擠出造粒。

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