随着复合材料的不断开发,除了玻璃纤维增强塑料之外,又出现了碳纤维增强塑料、硼纤维增强塑料等。碳纤维是用粘胶丝、聚腈纤维和沥青丝等为原料,在300~1000℃下碳化而成的。碳纤维的直径较细,有7微米左右,但它的强度却异常的高。
碳纤增强PC的耐振动性好:不易发生共振或颤振,也是减振消音的优良材料。
PC随着碳纤维的增加,拉伸强度、弯曲强度和弯曲模量都有明显的增加。相对纯PC(拉伸强度约63MPa,弯曲模量约2300MPa)而言,当加入2%的碳纤维时拉伸强度和弯曲模量分别增加了12%和60%。因为在纤维增强热塑性塑料复合体系中,是利用纤维的高强度来承受复合材料的主要应力,利用基体树脂的塑性流动和同纤维界面的粘结性来传递应力。所以随着碳纤维含量的增加,PC的任一截面上有更多数量的碳纤维承载,这些碳纤维的抽出或断裂,需要施加较大的载荷,因而提高了碳纤维增强PC的弯曲性能和拉伸强度。同时,由于碳纤维含量的增加,即碳纤维与碳纤维间的树脂层变薄,作用于碳纤维增强PC的应力很容易通过树脂层而在碳纤维中传递,树脂的形变也受到碳纤维的约束,因而弯曲弹性模量也随着碳纤维含量的增加而提高。
碳纤增强PC的耐疲劳和耐磨性好,它的耐疲劳特性,比高得多,也比金属材料高;如石墨纤维具有自润滑性,摩擦系数很小,其磨损量比一般制品或PC纯树脂制品小3~5倍。
碳纤增强PC的导热和耐热性能好:碳纤维增强塑料导热性好,摩擦产生的热量容易散发出去,内部不易过热和蓄热,可以作为动密封材料。在空气中,它可以在-70~160℃的温度范围内稳定工作。随着碳纤维中碱金属含量的减少,使用温度还有可能进一步提高;在惰性气体中,它适应温度可达到500℃左右,而且能经受冷热的急剧变化。
碳纤增强PC应用:
碳纤增强PC做密封填料:用碳纤维增强聚碳酸酯材料,可制成耐腐蚀、耐磨损、耐高温的密封环或盘根;用于静密封时寿命则较长,比一般油浸盘根长10多倍。它在负荷发生变化和急冷、急热情况下,都能保持密封性能,并且由于材料不含有腐蚀性物质,因此对金属不会发生点蚀。
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