高性能的碳纖維

高性能的碳纖維

碳纖維復(fù)合材料（CFRP）輕便而堅(jiān)固，可謂優(yōu)點(diǎn)多多，例如重量輕、強(qiáng)度高以及出色的抗疲勞性和耐腐蝕性。

CFRP重量約是鋼材的1/4，但強(qiáng)度卻高十倍，因此廣泛用于航空航天、汽車、機(jī)械制造行業(yè)。

這就不難想象為什么很多汽車制造企業(yè)都在研究使用碳纖維來代替鋼材，從而提高產(chǎn)品性能。

碳纖維在閥門領(lǐng)域一樣有應(yīng)用，比如奈東閥門正在使用的用于高溫工況的碳纖維增強(qiáng)型密封圈。

從構(gòu)成來講，CFRP一般由碳纖維和環(huán)氧樹脂組成，它們在這種復(fù)合材料中分別扮演著類似于鋼筋和水泥在混凝土結(jié)構(gòu)中的角色。

為了獲得優(yōu)異的機(jī)械剛性，CFRP中碳纖維和環(huán)氧樹脂的結(jié)合首先必須牢固。此外，由于CFRP廣泛用于生產(chǎn)制造我們?nèi)粘Ｉ钪惺褂玫漠a(chǎn)品，像是建筑材料啦，所以還必須具有阻燃性。

由于CFRP對熱的敏感性，過去會通過添加鹵素阻燃劑而提高阻燃性。但是，鹵素阻燃劑在燃燒與加熱過程中會釋放有毒物質(zhì)，目前各地范圍內(nèi)禁止在CFRP中使用鹵素。

近，（KIST）通過使用從植物中提取的單寧酸提高CFRP的機(jī)械剛性和阻燃性，并提出了一種環(huán)保回收的方法。

單寧酸與碳纖維牢固結(jié)合，燃燒時變成木炭，焦黑的單寧酸可作為阻擋外部氧氣流入的屏障從而實(shí)現(xiàn)阻燃。

與傳統(tǒng)的環(huán)氧樹脂不同，由單寧酸制成的環(huán)氧樹脂本身具有阻燃性，而不需要額外添加其他成分。這也意味著燃燒CFRP進(jìn)行回收時將不會產(chǎn)生有毒物質(zhì)。

另外，由于常規(guī)CFRP在燃燒時會降低環(huán)氧樹脂的性能，從而無法*回收，因此研究小組提出了一種新的回收方法。

通過以超臨界流體狀態(tài)（溫度和壓力超過設(shè)定水平）將CFRP溶解在水中，可以回收超過99%的CFRP，而不會降低碳纖維性能。

環(huán)氧樹脂在溶解時會產(chǎn)生一種稱為“碳點(diǎn)”的物質(zhì)，可用作電子材料。

傳統(tǒng)回收方法會燃燒環(huán)氧樹脂，僅留下不完整的碳纖維進(jìn)行回收，而這種新的回收方法可以回收復(fù)合材料的所有成分。與傳統(tǒng)的碳纖維增強(qiáng)塑料相比，這種添加單寧酸的材料阻燃性、機(jī)械剛度和可回收性有了顯著改善。研究人員將進(jìn)一步研究CFRP的結(jié)構(gòu)，以進(jìn)一步提高性能，擴(kuò)展其應(yīng)用。

奈東閥門也會實(shí)時關(guān)注碳纖維新科研進(jìn)展，在促進(jìn)綠色制造發(fā)展同時，也為我們的客戶創(chuàng)造更多的附加值！