碳纤维增强尼龙生产的主要控制因素
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发表时间：2022-12-30 14:16:26
碳纤维具有高强度、密度小、耐高温、耐水、耐腐蚀等特性，是一种优异的高强度增强材料。用碳纤维增强尼龙能制造高强度耐热尼龙，碳纤维增强尼龙是十分重要的军工器械、航空用高性能结构材料。
a、碳纤维长度与增强效果。与玻璃纤维增强一样，碳纤维作为增强材料时，其长度对增强效果有很大的影响。保持碳纤维一定的长度是制造高强度复合材料的基本条件。一般，碳纤维长度应保持0.2-0.5mm。纤维长度太短，其作用就类似于无机填料填充的情况，其增强的作用就很小；纤维长度太长，则影响其在基料中的分散与粘结效果，也导致增强作用的下降。
b、螺杆组合与碳纤维长度及其分布的关系。总所周知，不同的螺杆组合，会产生不同的剪切混合效果，在螺杆元件组合中，捏合块的尺寸、差位角的大小。捏合块的数量及组合位置影响碳纤维的剪切与分散。
碳纤维不耐剪切，稍施剪切力就可将其剪切，因此，在螺杆组合设计上，必须保证既剪切纤维至要求尺寸范围，又不能将纤维剪切纤维至要求尺寸范围，又不能将纤维剪切成粉末状。根据这一原则，要求捏合块尽可能少，同时，采用薄形捏合块与分散组合方式，螺杆元件的整体构型为以混合为主要功能的组合形式。
c共混温度对碳纤维增强尼龙的影响。与玻纤增强尼龙一样，共混温度的控制十分重要。温度太低时，温度太低时，基料对碳纤维包覆不好，分散差，复合材料的力学性能差；温度太高则引起尼龙的热氧化降解。共混温度设置的原则如下：
1)、根据不同尼龙基料的熔点与熔融特性确定熔融温度，一般比其熔点高10-20℃为熔融温度，在不影响基料分解的条件下，适当提高熔融温度有利于碳纤维的包裹与分散。
2)、螺杆各工作区的温度设定形成一定的梯度差。这种设置的一个重要的指导思想是保护碳纤受到最低的剪切力，熔融区适度高温使基料充分熔融，并在纤维入口处形成完全熔体状态，当碳纤维进入螺杆后，很快被基料熔体浸渍与包裹，使纤维在捏合区受到尽可能小的剪切作用。在捏合区，采用较高温度，以保证混合体呈流体状态，自然，熔体所受的剪切作用就小。而在混合计量区适当降低熔体温度使熔体在输送过程中能继续受到混合作用促进碳纤维的均匀分散。同时形成一定的熔体压力，有利于稳定挤出造粒。
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