碳纖維是由碳元素組成,具有耐高溫、抗摩擦、導(dǎo)電、導(dǎo)熱及耐腐蝕等特點(diǎn),但是單獨(dú)的碳纖維無(wú)法使用,想要發(fā)揮其優(yōu)勢(shì),必須與其它材料復(fù)合,將碳纖維浸入環(huán)氧樹(shù)脂,就是我們碳纖維制品的加工材料了。環(huán)氧樹(shù)脂屬于熱固性樹(shù)脂,與碳纖維結(jié)合使碳纖維復(fù)合材料性能更為優(yōu)良。
很多碳纖維制品愛(ài)好者應(yīng)該知道,碳纖維復(fù)合材料應(yīng)用廣泛,如醫(yī)療、航空、機(jī)械、體育等等,如今我國(guó)碳纖維產(chǎn)業(yè)發(fā)展與日本等國(guó)還是有極大差距的,因?yàn)樘祭w維產(chǎn)業(yè)鏈核心環(huán)節(jié)很多,包括上游原絲生產(chǎn)、中游碳化環(huán)節(jié)、下游復(fù)合材料及其應(yīng)用,而我們的弱點(diǎn),就在于復(fù)合材料方面。氧樹(shù)脂有優(yōu)良的物理機(jī)械和電絕緣性能,附著力強(qiáng),能將碳纖維粘接在一起,輔助碳纖維發(fā)揮更大優(yōu)勢(shì)。碳纖維按照力學(xué)性能可以分為五個(gè)等級(jí),最高等級(jí)產(chǎn)品多應(yīng)用在航天等高科技產(chǎn)業(yè),但是,因我國(guó)化學(xué)工業(yè)基礎(chǔ)薄弱,且環(huán)氧樹(shù)脂性質(zhì)難改,使得目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的高端碳纖維所使用的環(huán)氧樹(shù)脂全部都是進(jìn)口的。
由于碳纖維復(fù)合材料應(yīng)用環(huán)境不同,比如用于航空結(jié)構(gòu)件時(shí)必須長(zhǎng)期耐得住上百攝氏度的高溫和零下幾十?dāng)z氏度的低,這就要求材料在不同使用條件下,要考慮到到其強(qiáng)度、模量、韌性、耐高低溫、抗疲勞等能力,這是一項(xiàng)極復(fù)雜的系統(tǒng)工作,而且科技含量高、研究難度大。還是拿用作航空結(jié)構(gòu)件舉例,在應(yīng)用時(shí)必須要求環(huán)氧樹(shù)脂玻璃化轉(zhuǎn)變溫度不能低于180度,而目前國(guó)產(chǎn)樹(shù)脂領(lǐng)域絕大多數(shù)企業(yè)還不具備相關(guān)技術(shù),所以我們的碳纖維產(chǎn)業(yè)相較于別國(guó)還是有一定差距。
環(huán)氧樹(shù)脂是分子結(jié)構(gòu)中存在兩個(gè)或兩個(gè)以上環(huán)氧基的高分子預(yù)聚體,由于其分子鏈中含有活潑的環(huán)氧基團(tuán),能夠在固化劑的作用下發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)而形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),且不溶不熔的高聚物,其力學(xué)性能優(yōu)異、附著力強(qiáng)、固化收縮率小,因此可以成為碳纖維復(fù)合材料生產(chǎn)的重要輔助材料。