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高性能的碳纤维
点击次数:232 发布时间:2020-08-22

高性能的碳纤维

碳纤维复合材料(CFRP)轻便而坚固,可谓优点多多,例如重量轻、强度高以及出色的抗疲劳性和耐腐蚀性。

CFRP重量约是钢材的1/4,但强度却高十倍,因此广泛用于航空航天、汽车、机械制造行业。

这就不难想象为什么很多汽车制造企业都在研究使用碳纤维来代替钢材,从而提高产品性能。

碳纤维在阀门领域一样有应用,比如奈东阀门正在使用的用于高温工况的碳纤维增强型密封圈

从构成来讲,CFRP一般由碳纤维和环氧树脂组成,它们在这种复合材料中分别扮演着类似于钢筋和水泥在混凝土结构中的角色。

为了获得优异的机械刚性,CFRP中碳纤维和环氧树脂的结合首先必须牢固。此外,由于CFRP广泛用于生产制造我们日常生活中使用的产品,像是建筑材料啦,所以还必须具有阻燃性。

由于CFRP对热的敏感性,过去会通过添加卤素阻燃剂而提高阻燃性。但是,卤素阻燃剂在燃烧与加热过程中会释放有毒物质,目前各地范围内禁止在CFRP中使用卤素。

最近,(KIST)通过使用从植物中提取的单宁酸提高CFRP的机械刚性和阻燃性,并提出了一种环保回收的方法。

单宁酸与碳纤维牢固结合,燃烧时变成木炭,焦黑的单宁酸可作为阻挡外部氧气流入的屏障从而实现阻燃。

与传统的环氧树脂不同,由单宁酸制成的环氧树脂本身具有阻燃性,而不需要额外添加其他成分。这也意味着燃烧CFRP进行回收时将不会产生有毒物质。

另外,由于常规CFRP在燃烧时会降低环氧树脂的性能,从而无法完全回收,因此研究小组提出了一种新的回收方法。

通过以超临界流体状态(温度和压力超过设定水平)将CFRP溶解在水中,可以回收超过99%的CFRP,而不会降低碳纤维性能。

环氧树脂在溶解时会产生一种称为“碳点”的物质,可用作电子材料。

传统回收方法会燃烧环氧树脂,仅留下不完整的碳纤维进行回收,而这种新的回收方法可以回收复合材料的所有成分。与传统的碳纤维增强塑料相比,这种添加单宁酸的材料阻燃性、机械刚度和可回收性有了显着改善。研究人员将进一步研究CFRP的结构,以进一步提高性能,扩展其应用。

奈东阀门也会实时关注碳纤维新科研进展,在促进绿色制造发展同时,也为我们的客户创造更多的附加值!

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