碳纤维辊耐高温能力如何提升?
提高碳纤维材料,最为人津津乐道的是它无与伦比的性能,所以它才会成为航空航天领域中不可多得的高性能材料之一。将碳纤维材料加工成各种制品,如辊轴、管材、板材等是常见的用法之一,碳纤维辊可用于纺织、印刷、造纸、锂电池等行业,碳纤维辊是否可以在温度较高的环境中使用呢?
碳纤维辊耐高温能力如何?
碳纤维辊的耐高温能力一般,不算高,通常在200℃的环境中就无法长时间使用了。其实并不是碳纤维材料耐高温能力差,而是热固性树脂部分无法耐高温。碳纤维辊是由碳纤维丝和树脂部分融合而成的,目前使用的树脂多为热固性,未来热塑性碳纤维复合材料技术突破,耐高温能力还会有所提升。
如何提高碳纤维辊的耐高温能力?
热固性碳纤维辊想要提高耐高温能力并非不可能,其实有2种方法可以进行改善和提升,其中之一就是从自身出发,将热固性树脂换成热塑性树脂,从而提高整体耐高温能力;另一种就是从外在进行补强了,给碳纤维辊加上一层耐高温涂层,实现耐高温能力。
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。
该方式存在一个很大的问题,那就是热塑性树脂怎么能够碳纤维丝更好的浸润融合。热塑性树脂在高温熔融状态下具有很强的粘性,想要充分浸润难度很大,想要制成性能分布均匀的热塑性碳纤维辊需要迈过一系列的难关。
从外在补强上考虑,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。
就目前来看,碳纤维辊很少应用到高温场景中,纺织、印刷、造纸和锂电池设备的运行环境都是常温状态,短期内碳纤维辊对耐高温并没有很大的需求。
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