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    怎么選擇適合導電改性的短切碳纖維

    作者:棋豐塑膠 時間: 瀏覽:23

    短切碳纖維是將擁有高強度、高模量的長碳纖維根據用途選擇適合的定集束劑加工成束后,再按規定的長度切割制成的一定長度的碳纖維。目前市面上的“短切碳纖維”品質良莠不齊,價格更是很混亂,報價低的才二三十元每公斤,高的達到上千元每公斤,面對紛雜的產品和價格,該如何選擇合適的短切碳纖維呢?棋豐塑膠在導電防靜電塑膠改性領域擁有豐富的工程經驗,在碳纖維材料選擇和使用上有自己獨特的經驗和見解,下面我們和大家聊一聊短切碳纖維,避免大家在采購碳纖維時被誤導。

    什么是碳纖維

    碳纖維是Carbon Fiber,通常簡稱為CF,它是一種直徑為5-10微米(頭發直徑的1/50),含碳量在90%以上的高強度、高模量纖維的新型纖維材料。碳纖維是用腈綸和粘膠纖維做原料,經高溫氧化碳化而成。具有“外柔內剛”的特點,質量比金屬鋁輕,但強度卻高于鋼鐵,并且具有耐腐蝕、高模量的特性,在國防軍工和民用方面都是重要材料。

    短切碳纖維和頭發.jpg

    碳纖維的優良特性

    軸向強度和模量高,密度低、比性能高,無蠕變,非氧化環境下耐超高溫,耐疲勞性好,比熱及導電性介于非金屬和金屬之間,熱膨脹系數小且具有各向異性,耐腐蝕性好,X射線透過性好,良好的導電導熱性能、電磁屏蔽性好等,在有機溶劑、酸、堿中不溶不脹,耐蝕性突出。碳纖維與傳統的玻璃纖維相比,楊氏模量是其3倍多。

    短切碳纖維(Chopped Carbon Fiber)

    短切碳纖維是將擁有高強度、高模量的長碳纖維根據用途選擇適合的定集束劑加工成束后,再按規定的長度切割制成的一定長度的碳纖維。主要用于熱塑性樹脂的增強復合材料。相較于碳纖維長絲可以更均勻地分散在基體材料中。短切碳纖維不僅具有超高的機械強度、較低的密度及良好的熱穩定性,而且是一種性能優異的導電材料,是提高聚合物材料導電性能、力學性能、導熱性能的理想填料。

    怎么選擇性能優良的短切碳纖維

    1.連續碳纖維的性能 

    短切碳纖維的基本性能主要繼承于其原材料連續碳纖維,用何種連續性碳纖維作為原料,也直接決定了短切碳纖維的價格。連續碳纖維的拉伸強度會直接影響短切碳纖維復合熱塑性塑料的拉伸性能。有些短切碳纖維生產企業由于原材料供應不足或者成本問題,會將不同型號的連續碳纖維混合使用,但這會導致短切碳纖維復合熱塑性材料的性能不穩定。所以在購買短切碳纖維的時候,要求供應商在質檢單上寫明連續碳纖維的型號或主要性能。 

    2. 短切碳纖維的外觀  

    市場上常見的短切碳纖維主要有四種:片狀、圓柱狀、無規則狀、未上漿。

    雙螺桿進料能力:圓柱狀>片狀>無規則狀>未上漿(不推薦雙螺桿使用)。

    其中,圓柱狀短切碳纖維對原材料和加工設備要求更高,價格也貴。

    短切碳纖維形狀.jpg

    如果短切碳纖維的邊緣處有未被切割掉的毛邊存在,將不利于進料和加工。

    如果短切碳纖維有很多細毛存在,則容易形成毛團,造成進料口堵塞。

    3. 集束劑/上漿劑 

    不是所有被切短的碳纖維都能稱為短切碳纖維,集束劑的選擇、含量控制以及集束劑的深入程度才是短切碳纖維生產企業的技術核心。好的集束劑可以憑借優異的樹脂相容性、分散性和加工性能,超常發揮出連續碳纖維的性能。反之,不良的集束劑與樹脂的相容性差,難于分散,不易加工,會大幅度衰減連續碳纖維的性能。

    目前,可用于短切碳纖維集束的助劑已達上百種,集束劑的品種不僅會影響樹脂的相容性,也會影響短切碳纖維的硬度,如果太軟,就極容易在加工過程中形成細毛,不利于進料和加工,如果太硬,在加工過程中難以打開,就不利于其在樹脂中分散。

    此外,不同集束劑的分解溫度也有很大不同,希望廣大用戶在使用過程中加以甄別,如果集束劑的分解溫度過低,會在加工過程中產生氣體,影響終端產品的外觀和性能。

    對于非極性材料如聚丙烯,相容性一直是短切碳纖維行業的難點 

    常見的集束劑及特點

    集束劑

    硬度

    加工溫度

    樹脂

    環氧樹脂

    ~320

    大多數樹脂(不含PEEK)

    聚氨酯

    ~300

    大多數樹脂(除高溫要求)

    聚酯

    ~300

    通用塑料和工程塑料

    聚酰胺

    有點軟

    ~360

    多數聚酰胺類樹脂

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