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碳纖維增強尼龍生產的主要控制因素（一）

發布日期：2020-07-24 00:00:00　瀏覽次數：

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，當碳纖維進入螺桿后，很快被基料熔體浸漬與包裹，使纖維在捏合區受到盡可能小的剪切作用。在捏合區，采用較高溫度，以保證混合體呈流體狀態，自然，熔體所受的剪切作用就小。而在混合計量區適當降低熔體溫度使熔體在輸送過程中能繼續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，有利于穩定擠出造粒。

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