热塑性碳纤维管加工成型时不可忽视的4个细节

    热塑性碳纤维是碳纤维复合材料发展的未来方向，不过当下该研究方向还没有取得突破性的进展。想要得到质量较高的热塑性碳纤维管，只能在加工工艺上精益求精，来看看在生产加工热塑性碳纤维管的过程中不可忽视的4个重要细节吧。

 
    1、热塑性碳纤维管的空隙率和剪切强度
 
    热塑性碳纤维管的剪切强度会随着铺层时的空隙率增加而减小，这就意味着如果在进行铺层或者缠绕时没有压实，留下了空隙，就会降低碳纤维管的力学性能，包括剪切强度、压缩性能、耐疲性能等。想要避免该种情况，可以通过控制工艺参数减少缠绕过程中的空隙率。
 
    2、热处理温度与热塑性碳纤维管层间剪切强度
 
    热塑性碳纤维管的层间剪切强度同样受热处理影响，因此热处理这道工序如果操作得当，就可以一定程度上提高管材层间剪切强度。分析其中的原因可以发现，碳纤维丝束与热塑性树脂的膨胀系数不同，在固化成型过程中会产生一定的残余应力，而热处理可以有效松弛层间的残余应力，加强碳纤维丝束与热塑性树脂的粘结强度，从而提高层间剪切强度。

 
    3、碳纤维含量与热塑性碳纤维管层间剪切强度
 
    在热固性碳纤维管中，碳纤维含量上升，管材的层间剪切强度反而会有所下降。在热塑性碳纤维管中，这种情况会有一些不同。目前的热塑性碳纤维管中的碳纤维的含量并不高，如果碳纤维含量提升，热塑性碳纤维复合材料预浸料的整体强度会有一定的提升，均匀性也有所提升，在一定比例下反而会提高层间剪切强度。
 
    4、预浸带铺放的精确性与热塑性碳纤维管壁密度的稳定性
 
    在缠绕成型过程中，预浸料铺放的准确性对碳纤维丝束的分布有着重要影响，密度的不同直接影响到碳纤维管的整体性能。在受到低速冲击时，较大的密度差异更容易导致碳纤维管层间开裂，降低其应用安全性。在对缠绕工艺进行优化的同时，还需要对碳纤维管的质量进行严格把控，保证产品质量的均衡性和稳定性。
 
    热塑性碳纤维管还无法做到像热固性碳纤维管那样轻松获得，这是因为热塑性树脂的熔融温度较高，与碳纤维丝束融合形成稳定的热塑性碳纤维复合材料的难度提升了好几个台阶。未来随着热塑性碳纤维研究的深入，相信热塑性碳纤维管的生产能力会有所提升。
 
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