侯传礼

(哈尔滨玻璃钢研究院，哈尔滨 150036)

大丝束碳纤维应用及展纱设备研究进展

侯传礼

(哈尔滨玻璃钢研究院，哈尔滨 150036)

大丝束碳纤维应用是碳纤维复合材料发展的关键。本文主要介绍了大丝束碳纤维在各领域应用前景；美国卓尔泰克公司(ZOLTEK)为解决大丝束碳纤维展开困难、纤维浸润均匀性差、纤维到产品较低的强度传递和较差的产品外观而进行的设备改进；国内针对大丝束碳纤维应用的展纱设备、树脂体系等方面研究进展。

大丝束碳纤维；展纱；应用；缠绕机

1 引 言

降低成本是复合材料发展的关键，是提高复合材料用量的重要一环，低成本大丝束碳纤维的应用是发展低成本复合材料技术研究的重要内容。每束碳纤维数大于48 000(48 K)根的称之为大丝束碳纤维。美国卓尔泰克公司的大丝束碳纤维PANEX35的拉伸强度和拉伸模量都超过日本东丽公司小丝束T300，而它的价格相对较低。

表1 PANEX35大丝束与小丝束T300性能比较[1]

但大丝束碳纤维应用存在很多技术问题。相对于小丝束而言，大丝束纤维聚积，展纱效果不好，纱片难以均匀浸润，纱片厚度和质量很难达到产品结构设计的要求；在展纱过程中经常出现纱毛，导致乱纱和断纱，影响生产效率和产品外观，材料性能得不到有效转换，产品性能不稳定。解决这些问题从两方面入手，一是改进展纱浸润设备，使大丝束碳纤维本身充分展开，利于浸润和成型；二是从浸渍树脂体系上进行研究，改善体系粘度和大丝束碳纤维相容性，使大丝束碳纤维得到更好的浸润。……