碳纖維增強尼龍與純尼龍比較,它的特點就是機械強度高,線膨脹系數小,是理想的金屬替代用材料。其特點是:具有高強度,碳纖維增強尼龍的強度比玻璃纖維增強尼龍的強度還高,而在較高溫度下仍能保持很高的強度;密度小,碳纖維增強尼龍的線膨脹系數與金屬相近,碳纖維增強PA66的線膨脹系數很小,因此尺寸精度高,宜制造尺寸精度要求高的注塑加工制品。
由于碳纖維在PA66熔體中起到固體粒子的作用,與PA66分子間易產生界面滑移,因而,表現出熔體粘度比純PA66低。隨著剪切速率的增大,固體粒子流動滯后,同時碳纖維的粒子尺寸受應力作用變小,粒子數增加,從而表現出表觀粘度增加。芳綸是芳香聚酰胺樹脂經溶液紡絲制成的高強度、高模量有機纖維,又稱芳香聚酰胺纖維。這種纖維的密度小、強度高,特別是對缺口不敏感,以及優(yōu)異耐熱性。
螺桿轉速的影響,螺桿轉速越高,剪切力越大,反之亦然。因此碳纖維增強尼龍生產過程中,螺桿的轉速應取低轉速為宜,當然選擇多大的轉速,還應考慮尼龍基料及碳纖維含量等因素。應該說所有的尼龍都適合制造碳纖維/PA復合材料。但實際應用中看,碳纖維增強PA6、碳纖維增強PA66較多,特別是碳纖維增強PA66的用途廣、用量大,此外,碳纖維增強PA610、碳纖維增強PA46、碳纖維增強PA1010、碳纖維增強PAMDX6等都有商品銷售。
碳纖維增強PA66的性能。碳纖維的增強作用比玻璃纖維增強PA66高,彎曲彈性模量比玻璃纖維增強PA66高一倍之多。碳纖維增強PA610的性能。碳纖維增強PA610比純PA610的拉伸強度、拉伸模量增加1倍多,缺口沖擊強度是純PA610的四倍。碳纖維增強MXD6經碳纖維增強以后,其拉伸強度為257MPa、彎曲強度達377MPa,比碳纖維增強PA66還高,是十分理想的金屬替代材料。
碳纖維增強尼龍的摩擦特性。碳纖維增強尼龍具有較好的耐磨性,所以特別適宜制作滑動注塑加工部件。碳纖維增強尼龍的電性能。碳纖維增強尼龍具有導電性與卓越的電磁屏蔽作用。因此碳纖維增強尼龍是良好的抗靜電與導電材料,也是優(yōu)良的電磁屏蔽材料。碳纖維增強尼龍的流變特性,純PA66的表現粘度隨剪切速率增加而減少,表現為假塑性特征,而碳纖維增強PA66的表現粘度則隨剪切速率的增加而增加。
螺桿各工作區(qū)的溫度設定形成一定的梯度差。這種設置的一個重要的指導思想是保護碳纖維受到很低的剪切力,熔融區(qū)適度高溫使基料充分熔融,并在纖維入口處形成完全熔體狀態(tài),當碳纖維進入螺桿后,很快被基料熔體浸漬與包裹,使纖維在捏合區(qū)受到盡可能小的剪切作用。在捏合區(qū),采用較高溫度,以保證混合體呈流體狀態(tài),自然熔體所受的剪切作用就小。而在混合計量區(qū)適當降低熔體溫度使熔體在輸送過程中能繼續(xù)受到混合作用促進碳纖維的均勻分散。同時形成一定的熔體壓力,有利于穩(wěn)定擠出造粒。