碳纤维辊能加热状态下使用吗?
碳纤维辊能加热状态下使用吗?
碳纤维辊有不同的种类,目前使用较多的为热固性碳纤维辊,即连续碳纤维丝和热固性树脂生产加工成型的一种碳纤维辊。该类碳纤维辊的特点是抗拉强度和弹性模量很高,比垃圾成型的碳纤维辊更好,但成型难度更大。
热固性碳纤维辊可以在部分加热环境或高温环境下使用,但是这个温度是由限制的,通常在100-150℃以下,具体需要根据碳纤维辊自身使用的热固性树脂来决定。碳纤维辊中使用的热固性树脂也并非一种,常用的有环氧树脂、酚醛树脂、双马来酰胺树脂等,这些树脂的耐高温能力都不算很高。
如果加热温度在100℃以下,且不是持续加热状态,亦或者应用环境中的温度不会持续高于100℃,碳纤维辊还是可以使用的,但是要注意定期检查更换,避免局部温度过高,导致碳纤维辊损伤。
碳纤维辊耐高温能力能够改善?
热固性碳纤维辊在150℃的高温下就已经无法维持形态,失去性能了,长时间处于100℃的加热或环境中同样也会受损,那是否有办法提高碳纤维辊的耐高温能力,以适应更多的场景呢?
其实提高碳纤维辊耐高温能力是有法可循的,目前改善的方式有两种,一个是从自身材料出发,根本上提高耐高温上限,一个是从外在弥补出发,增加耐高温的状态。
从自身材料出发,应该选择耐高温能力更好的热塑性树脂,生产出热塑性碳纤维辊。目前被寄予厚望的热塑性树脂有聚醚醚酮树脂、聚苯硫醚树脂、热塑性聚酰亚胺树脂和聚酰胺树脂,它们的耐高温能力较热固性树脂有明显的提升,可以超过200℃,因此制成的热塑性碳纤维辊可以在200℃的环境下正常工作。
从外在弥补出发,就是给热固性碳纤维辊涂上一层耐高温涂层,这个方式其实已经有应用的实例了,参考今年的北京冬奥会碳纤维火炬。氢能燃烧的温度可以达到700℃,“飞扬”火炬的碳纤维身体可以抵抗这种高温,很可能是使用了耐高温能力极强的涂层。
以上两种方法都存在自身的缺陷,前者热塑性树脂的加工难度很大,想要充分浸润碳纤维不太现实,后者的耐高温涂层是有脱落风险的,因此需要根据实际情况来进行选择,后者在目前看来更易于操作一些。
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