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CF按產(chǎn)品規(guī)格不同劃分為宇航級(jí)和工業(yè)級(jí)兩類(lèi),亦稱(chēng)為小絲束和大絲束
通常把48K以上碳纖維稱(chēng)為大絲束碳纖維,包括360K和480K等。宇航級(jí)初期以3K為主,逐漸發(fā)展為12K和24K,主要應(yīng)用于和高技術(shù),以及體育休閑用品,像飛機(jī)、、火箭、和釣魚(yú)桿、球桿球拍等。當(dāng)今世界互連產(chǎn)品制造商Amphenol計(jì)劃開(kāi)發(fā)一種配線(xiàn),電纜以及可替代傳統(tǒng)P形卡和鞍形卡的水壓式油管卡時(shí),它選擇了PEEK。工業(yè)級(jí)碳纖維應(yīng)用于不同民用工業(yè),包括:紡織、衛(wèi)生、機(jī)電、土木建筑、交通運(yùn)輸和能源等。在CF/PEEK中,考慮到PEEK分子鏈呈剛性且非極性,熔融態(tài)黏度高,作為復(fù)合材料基體時(shí),對(duì)CF的浸潤(rùn)性較差且結(jié)合力較弱,需要對(duì)CF進(jìn)行表面改性處理,纖維絲束越大,浸潤(rùn)相對(duì)越困難,綜合考慮復(fù)合材料整體性能和整體成本,CF選擇24K以下的小絲束規(guī)格。2018年開(kāi)始,江蘇君華特塑與東華大學(xué)合作,利用東華大學(xué)上漿劑對(duì)碳纖維編織布高溫脫漿后再經(jīng)過(guò)新漿處理,進(jìn)行生產(chǎn)工藝的實(shí)驗(yàn)研究,已經(jīng)取得一定成果。
PEEK板材料的發(fā)展及應(yīng)用
PEEK是一種耐高溫、的熱塑性特種工程塑料。它有著良好的機(jī)械性能和耐化學(xué)品、耐磨損、耐水解等性能;它比重輕,自潤(rùn)滑性能好,由于具有非常好的加工性能,可以填充碳纖維、二硫化鉬等進(jìn)一步提高潤(rùn)滑性能和機(jī)械強(qiáng)度。PEEK樹(shù)脂的韌性好,對(duì)交變應(yīng)力的優(yōu)良耐疲勞性是所有塑料中出眾的,可與合金材料媲美。PEEK工程塑料廣闊的應(yīng)用空間涉及到航空、機(jī)械、電子、化工、汽車(chē)等高科技工業(yè)領(lǐng)域,可制造高要求的機(jī)械零部件,如齒輪、軸承、活塞環(huán)、支撐環(huán)、密封環(huán)(函)、閥片、耐磨圈等。
國(guó)內(nèi)PEEK材料研發(fā)的歷程
我國(guó)從“七·五”計(jì)劃開(kāi)始,在國(guó)家科技攻關(guān)計(jì)劃和“863”計(jì)劃中分別設(shè)立專(zhuān)項(xiàng)進(jìn)行獨(dú)立自主的研究開(kāi)發(fā),吉林大學(xué)是承擔(dān)這些研究計(jì)劃的單位,終在“八·五”期間完成了10t/y的擴(kuò)試。鑒定結(jié)果表明,材料主要性能指標(biāo)達(dá)到國(guó)外同類(lèi)產(chǎn)品水平。PEEK具有優(yōu)異的歸納功用,機(jī)械功用好,耐高溫,耐化學(xué)功用優(yōu)勝,使之成為通用的塑料。目前,國(guó)內(nèi)開(kāi)發(fā)的這一產(chǎn)品已取得了幾項(xiàng)國(guó)家發(fā)明,擁有了獨(dú)立自主的知識(shí)產(chǎn)權(quán),形成了批量生產(chǎn)能力,不僅滿(mǎn)足了發(fā)展我國(guó)的需要,也為民用高技術(shù)的發(fā)展提供了材料來(lái)源。在此基礎(chǔ)上,“九·五”科技攻關(guān)計(jì)劃立項(xiàng)50t/y的中試,完成后又被國(guó)家發(fā)改委在“十·五”期間列為建設(shè)500t/y規(guī)模產(chǎn)業(yè)化工程,并于2003年底建成投產(chǎn),從而使我國(guó)成為目前繼英國(guó)Victrex公司之后第二個(gè)能自主生產(chǎn)這種塑料的國(guó)家,打破了Victrex公司長(zhǎng)達(dá)20多年的壟斷地位。另外,由于此項(xiàng)技術(shù)不僅擁有獨(dú)立自主的知識(shí)產(chǎn)權(quán),而且實(shí)現(xiàn)了全部生產(chǎn)設(shè)備和原料的國(guó)產(chǎn)化,因此生產(chǎn)成本低,取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。
增強(qiáng)塑料中用玻璃纖維應(yīng)如何進(jìn)行表面處理
玻璃纖維的表面具有一定的吸水性,會(huì)影響其與樹(shù)脂的黏結(jié)強(qiáng)度,同時(shí)還易使其水解,從而降低其強(qiáng)度。因此在添加至塑料中之前,通常需要對(duì)其進(jìn)行表面處理。對(duì)玻璃纖維進(jìn)行表面處理的方法主要有偶聯(lián)劑處理、表面接枝處理、酸堿刻蝕處理等。
偶聯(lián)劑處理:偶聯(lián)劑處理是將玻璃纖維高溫處理后,浸漬濃度為1%~2%的偶聯(lián)劑的稀水溶液,然后進(jìn)行干燥處理。偶聯(lián)劑的水解產(chǎn)物通過(guò)氫鍵與玻璃纖維表面作用,在玻璃纖維表面形成具有一定結(jié)構(gòu)的膜。國(guó)內(nèi)PEEK制品開(kāi)發(fā)的現(xiàn)狀與材料生產(chǎn)技術(shù)的研發(fā)進(jìn)展相比,國(guó)內(nèi)PEEK材料的制品開(kāi)發(fā)則十分滯后,到目前為止,基本還是停留在某些進(jìn)口PEEK產(chǎn)品的國(guó)產(chǎn)化階段。但選擇偶聯(lián)劑的官能團(tuán)應(yīng)與塑料材料中的官能團(tuán)之間能發(fā)生化學(xué)作用。不同的聚合物具有不同的官能團(tuán),故應(yīng)選用不同的偶聯(lián)劑。