【環(huán)氧板】的性能要求

碳纖維在航空航天領(lǐng)域獲得應(yīng)用后，逐步推廣到其他應(yīng)用領(lǐng)坡。目前，世界碳纖維總量的1/3用來制造體育娛樂器材，如高檔羽毛球拍、網(wǎng)球拍、釣魚竿、高爾夫球棒、賽車等。在汽車領(lǐng)域，碳纖維環(huán)氧板材料可使汽車輕量化，顯著提高汽車整體性能并節(jié)約燃料。在醫(yī)療領(lǐng)域,碳纖維具有良好的生物相容性,可作為生物體植入人體。研究還表明，碳纖維具有誘發(fā)組織再生功能，能促進(jìn)新生組織再生并在碳纖維周圍形成。在建筑領(lǐng)域，碳纖維環(huán)氧板材料因具有高比強(qiáng)高比模、耐腐蝕、阻燃等性能而被制成新型建材，減輕了建筑的結(jié)構(gòu)質(zhì)量。

碳纖維較廣的應(yīng)用領(lǐng)域使其存在巨大的商業(yè)利益,進(jìn)一步推進(jìn)著碳纖維的發(fā)展。目前的主要發(fā)展方向有以下幾個:

(1)發(fā)展高性能、廉價的碳纖維。這也是每個碳纖維制造公司的主要研究目標(biāo)。由于先進(jìn)環(huán)氧板材料對碳纖維有更高的性能要求，T300級碳纖維會逐步被更高性能的碳纖維取代。為降低生產(chǎn)成本，生產(chǎn)大絲束碳纖維是一種可行的方案。 從東麗公司的產(chǎn)品列表中也可以看出，24K的較大絲束碳纖維已經(jīng)商業(yè)化。大絲束碳纖維的性能和小絲束碳纖維性能相當(dāng)，而價格卻可以降低30%~40%。因此,大絲束碳纖維是未來發(fā)展的一個方向。

(2)研究和發(fā)展特殊用途的碳纖維。不同的應(yīng)用領(lǐng)域,對環(huán)氧板材料有不同的要求。未來將針對不同領(lǐng)域發(fā)展出特殊用途的碳纖維。例如，在電子領(lǐng)域，需要高熱導(dǎo)率的材料，這就需要研究出高熱導(dǎo)率的碳纖維。而在熱防護(hù)領(lǐng)域,需要碳纖維的熱膨脹系數(shù)和基體的接近,這便需要不同熱膨脹系數(shù)的碳纖維。當(dāng)然,這種特殊用途的碳纖維在一般用途較廣或者非常重要的條件下才會有進(jìn)一步發(fā)展。

(3)空心玻璃纖維和異形截面玻璃纖維。這兩種玻璃是采用特殊的玻璃纖維成型技術(shù)，從而政變纖維形狀并具有特殊用途的纖維?？招牟ＡЮw維的主要特點是質(zhì)量輕，剛度好介電常數(shù)低,隔熱性能好。其主要用途是減輕纖維和環(huán)氧板材料的質(zhì)量，增加剛度和抗壓強(qiáng)度。空心玻璃纖維的主要技術(shù)指標(biāo)是空心度和空心率。前者是指單根纖維的空心直徑與纖維直徑的比值;后者是指用多孔空心漏嘴的漏板拉出一束纖維,其中空心纖維和總纖維的比值。異形截面玻璃纖維是改變纖維的圓柱形狀，制成三角形、橢圓形等形狀，以增加與樹脂基體的黏合力，進(jìn)而提高環(huán)氧板材料的強(qiáng)度和剛度的一種纖維。

(4)耐輻射絕緣玻璃纖維。該玻璃纖維由SiO2,Al2O3,CaO,MaO組成，是具有抗中子俘獲面積小、半衰期短、絕緣電阻高和力學(xué)性能好的一種特種玻璃纖維。在高劑量Y射線和快中子的輻照下，它仍能保持高且穩(wěn)定的電阻，常被用作高溫強(qiáng)輻照條件下的絕緣材料。

(5)高硅氧玻璃纖維和石英玻璃纖維。兩者的主要特點是耐高溫、尺寸穩(wěn)定、化學(xué)穩(wěn)定性好、抗熱震性能好。它們的主要區(qū)別在于SiO2含量不同，前者SiO2 含量一.般為96% ~99%，后者的SiO2含量更高。因此，后者的力學(xué)性能更好，耐溫性也更為優(yōu)異，最高安全使用溫度為1100~1200C。兩者增強(qiáng)的環(huán)氧板材料主要用于飛行器的防熱構(gòu)件。

(6)氮氧玻璃纖維。該玻璃纖維主要是用氮原子取代玻璃中的部分氧原子，提高了原子間的結(jié)合力,因而可提高纖維強(qiáng)度、彈性模量和耐熱性等。

其他特種玻璃纖維還有低介電玻璃纖維、半導(dǎo)體玻璃纖維等。隨著玻璃纖維制造工業(yè)的發(fā)展,玻璃纖維還將進(jìn)一一步發(fā)展,特種玻璃纖維的種類也將逐漸增多。

碳纖維在航空航天領(lǐng)域獲得應(yīng)用后，逐步推廣到其他應(yīng)用領(lǐng)坡。目前，世界碳纖維總量的1/3用來制造體育娛樂器材，如高檔羽毛球拍、網(wǎng)球拍、釣魚竿、高爾夫球棒、賽車等。在汽車領(lǐng)域，碳纖維環(huán)氧板材料可使汽車輕量化，顯著提高汽車整體性能并節(jié)約燃料。在醫(yī)療領(lǐng)域,碳纖維具有良好的生物相容性,可作為生物體植入人體。研究還表明，碳纖維具有誘發(fā)組織再生功能，能促進(jìn)新生組織再生并在碳纖維周圍形成。在建筑領(lǐng)域，碳纖維環(huán)氧化樹脂板材料因具有高比強(qiáng)高比模、耐腐蝕、阻燃等性能而被制成新型建材，減輕了建筑的結(jié)構(gòu)質(zhì)量。

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