不飽和聚酯樹脂上膠劑和氣相生長(zhǎng)碳纖維的發(fā)展

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1.不飽跟聚酯樹脂上膠劑對(duì)碳纖維的作用
  當(dāng)碳纖維復(fù)合資料的樹脂基體為不飽跟聚酯樹脂時(shí)，其碳纖維所用上膠劑與環(huán)氧型上膠劑結(jié)構(gòu)有所不同，經(jīng)過近10年的發(fā)展，這類上膠劑也得到了較快的發(fā)展。碳纖維復(fù)合材料經(jīng)過一系列熱處理轉(zhuǎn)化而成，含碳量高于90%的無機(jī)高性能纖維，是一種力學(xué)性能優(yōu)異的新材料，具有碳材料的固有本性特征，又兼?zhèn)浼徔椑w維的柔軟可加工性，是新一代增強(qiáng)纖維。因?yàn)椴伙柛埘渲写嬖陔p鍵，故這類上膠劑通常為乙烯基酯樹脂、不飽跟聚酯樹脂或有氨酯鍵的不飽跟聚酯樹脂類化合物。乙烯基酯樹脂類化合物通常由環(huán)氧樹脂不飽跟酸在一定的前提下反應(yīng)得到的產(chǎn)物。不飽跟聚酯樹脂類化合物個(gè)別由二元醇如丙二醇、一縮二乙二醇?xì)浠p酚A等與二元酸或酸酐如順丁烯二酸酐、苯酐、反丁烯二酸等反應(yīng)制得。總之，不飽跟聚酯樹脂類上膠劑對(duì)制備不飽跟聚酯樹脂作基體的復(fù)合資料所用的碳纖維處理后果較好，上膠劑與基體樹脂結(jié)構(gòu)類似，在基體與纖維之間形成一個(gè)界面層，使復(fù)合資料的層間剪切強(qiáng)度得到較大改良。 123,123

  2.氣相成長(zhǎng)碳纖維

  氣相成長(zhǎng)碳纖維是低分子氣態(tài)烴類在高溫下與過渡金屬接觸時(shí)通過特別的催化作用從氣相直接生成的一種微米級(jí)的碳纖維田。碳纖維板補(bǔ)強(qiáng)單向板材，其成型工藝是將碳纖維浸漬樹脂后在模具內(nèi)固化并連續(xù)拉擠成型。采用優(yōu)質(zhì)碳纖維原料與良好基本樹脂，碳纖維板材具有拉伸強(qiáng)度高、耐腐蝕性、抗震性、抗沖擊性等良好性能。碳纖維管具有強(qiáng)度高，壽命長(zhǎng)、耐腐蝕，質(zhì)量輕、低密度等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于風(fēng)箏、航空模型飛機(jī)、燈用支架、PC設(shè)備轉(zhuǎn)軸、蝕刻機(jī)、醫(yī)療器械、體育器材等機(jī)械設(shè)備。尺寸穩(wěn)定、導(dǎo)電、導(dǎo)熱、熱膨脹系數(shù)小、自潤(rùn)滑和吸能抗震等一系列優(yōu)異性能。并具有高比模、耐疲勞、抗蠕變、耐高溫、耐腐蝕、耐磨損等。目前，以Fe等超微粒子為催化劑，S為助催化劑，通過烴類催化熱解的化學(xué)氣相沉積，制取氣相成長(zhǎng)碳纖維，再經(jīng)石墨化處理制造石墨晶須的研究，已進(jìn)入實(shí)用化階段$隨后發(fā)明的由低碳烴經(jīng)鎳催化劑微粒作用的CVD法生成的螺旋狀碳纖維也在踴躍研究開發(fā)。這些研究結(jié)果，開發(fā)了碳纖維的新品種。VGCF經(jīng)石墨化處理，拉伸強(qiáng)度跟拉伸模量比聚丙烯腈基石墨纖維高。螺旋形VGCF顯示了極大的延長(zhǎng)率，可伸長(zhǎng)3倍以上，比金屬?gòu)椈筛叱龆啾叮娮杪省⒛臀g性、抗氧化性均比有機(jī)纖維前驅(qū)體法產(chǎn)品機(jī)能優(yōu)勝，有著普遍的利用前景，備受世人關(guān)注。 123,123