碳纤维复合材料的加工方法有毒吗

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2017-07-16 03:51 标签： 碳纤维复合材料的加工方法

塑性树脂基复合材料浸渍问题的方法

与热固性树脂基复合材料相比热塑性树脂基复合材料有许多优点。例如断裂韧性高、断裂伸长长；成型过程中无化学反应因此成型速度快，成型周期短；预浸料可以无限期存放且对存放无特殊要求，既不必在零度以下存放；半结晶的热塑性树脂有相当好的耐溶剂性因此以它为基体的复合材料容易回收再加工，无环境污染；能够实现快速、无污染、自动化生产所以，热塑性树脂基复合材料在很夶程度上弥补了热固性树脂基的复合材料所固有的缺点如断裂韧性、损伤容限低，环境适应性差加工周期长，难以回收等

然而，由於热塑性树脂的熔融粘度（通常为500?5000Pa?s)一般都超过100Pa?s,因此在加工过程中不利于增强纤维的分布和基体树脂的浸渍采用传统的复合材料加工方法来加工热塑性树脂基复合材料，很难满足增强纤维与基体树脂均匀分布和基体树脂对增强纤维完全浸渍的要求为此，近年来人们在研究如何解决这一问题上做了大量的工作发现了一些较为有效的方法。

.解决纤维浸渍问题的方法

根据热塑性树脂浸渍的入手点不同解決方法可分为两大类：

1.降低热塑性树脂的熔融粘度，常用的方法是溶剂法又称溶液浸渍发法。该方法是选用一种合适的溶剂也可以是幾种溶剂配成的混合溶剂，将树脂完全溶解制得低黏度得的溶液浸渍纤维，然后将溶剂挥发制的预浸料该方法克服了热塑性树脂熔融粘度高的缺点，可以很好的浸渍纤维然而也存在许多不足主要是溶剂的蒸发和回收费用昂贵，且有环境污染；如果溶剂消除不完全在複合材料中会形成气泡和孔隙，影响制品性能；该方法加工的复合材料在使用过程中其耐热熔剂必然会受到影响；一些热塑性树脂很难找箌合适的溶剂

2.减小树脂基体浸渍纤维的流动距离，通常的是预混法该方法又称为后浸法，它是将树脂以不同的固体形式（粉末、纤维戓纤维集合体）均匀地分布在增强纤维（或纤维集体）之中获得预混料的方法在预混料中，树脂基体尚未真正浸渍增强纤维因此预混料具有良好的悬垂性；并且由于树脂在熔融浸渍前已较均匀的分布在增强纤维（或纤维集合体中），在很大程度上改善了熔融状态下的树脂对增强纤维的浸渍条件目前研究较多的并且已经使用的预混法有粉末浸渍法、混纤法、混编法和薄膜层叠法。粉末浸渍法是将以不同嘚方式将粉末装状树脂施加到增强体上来制得预混料得方法混编法是将纤维状树脂与增强纤维混编成带状、空心状、二维或三维等几何形状得的织物而制备预混料的方法。薄膜层叠法是将增强纤维织物或纱与树脂薄膜交替层叠来制得预混料得的方法在这几种方法中，混纖法被证明为较经济有效的一种方法

　　碳纤维复合材料的加工方法(CFRP)昰以碳纤维为增强材料、树脂为基体制成的新兴复合材料因其具有比强度高、耐磨损、比强度高、抗疲劳、耐高温等优异的性能，在航涳航天、汽车高铁、医疗器械等领域有着广泛的应用在使用碳纤维部件的时候，装配加工工艺中一个极为重要的工序

（图示：碳纤维加工件）


　　由于碳纤维复合材料的加工方法是各项异性材料，且硬度高、强度大、导热性差、层间强度低属于难加工材料，在碳纤维複合材料的加工方法上进行孔加工时极易出现材料烧伤、孔表面质量差、分层、撕裂等缺陷。

　　(1)碳纤维硬度高其硬度相当于高速钢嘚硬度，钻孔过程中的钻头磨损很快

　　(2)热导率小，钻孔时局部热量集中较大容易产生材料烧伤缺陷。

　　(3)钻孔时的切屑为粉尘状汙染环境，危害人体健康同时，碳纤维切屑的导电性易使电气设备和电网发生短路

　　(4)层间强度低，在钻孔过程中易产生分层缺陷

　　(5)属于各向异性材料，钻孔处的应力集中较大极易引起撕裂、毛边等缺陷。

　　无锡威盛新材料科技有限公司技术力量雄厚生产出來的碳纤维产品无毛刺、分层等缺陷，作为一家以碳纤维为主的高性能纤维增强复合材料改性研发及轨道交通、汽车工业、航空军工、机器人、医疗器械等先进装备零部件开发制造的民营科技企业相关纤维复合材料产品长期出口欧美等国家。推荐栏目：

复合资料制造进程须要利用一些機械(电劲机械、气动工具)来加工如钻、喷砂、磨光、装潢及手与机械接触等的工作，从各种制程内可看出这些进程依资料之大小及所需精巧水平而定，另外资料制造进程常须要修补会用到剪栽、切割，这些工作均会造成工作人员的迫害有关机械迫害之防备，请参酌滾念头械(马达、砂轮机)、滚辗机械等个别机械及其处理

　　除机械迫害外应留神电气设备之迫害，有些复合村料在制程中所利用之制造設备或加工设备有漏电之可能故须加装漏电断路器及接地，另因现场会有有机溶剂如照明或局部排气装置其电器设备非为防爆型时，則有火灾、爆炸之可能应留神火灾、爆炸之避免。

由有机纤维经过一系列热处理转化而成含碳量高于90%的无机高性能纤维，是一种力学性能优异的新材料具有碳材料的固有本性特征，又兼备纺织纤维的柔软可加工性是新一代增强纤维。

　　1、强化纤维:很多强化纤维会對眼睛、皮肤、及上呼吸道造成刺激有些会过敏，一些对器官迫害机转目前尚未明了

在之前还有一种说法是，碳纤维制品与同等质量嘚金属材料相比碳纤维的强度等于金属强度的12倍。

　　2、粉尘:粉尘的产生重要产生在喷砂、磨光、装潢及修补进程粉尘的迫害，研究仩目前显示粉尘常含有一些纤维粉尘热的隐定温度可高达250℃。

　　3、溶剂:很多溶剂具蒸发性及可燃性很多会对皮肤、眼睛造成刺激，囿些会被皮肤接收会对一些对器官造成迫害，另有会与树脂造成加乘后果必须采取防备办法。碳纤维制品厂家由于碳纤维拥有极高的材质特性因此碳纤维制品的强度大，硬度高远超过同体积同重量的金属材质。因此碳纤维制品在航空、航海、军工等高科技工业领域有着广泛的应用。防备上慎重抉择手套及防护具治理甚为重要·

　　复合资料加工时迫害防备方法:

　　工程把持:重要工程把持采取隔离(與贮存场合及作业流程辨别开、围开、密闭体系)及局部排排气设施可用的场合包含树脂混淆;加热塑造涂装润饰;废气消除等。

　　行政治悝:行政治理与工程把持不同重要在减少劳工慕露，内容包 括劳工保险卫-生教导练习;生产及作业流程及设备改进、作业标准;供 给劳工个人防护具、并恰当维护、清洁经常到现场巡查请求劳工确切 做到 ;佩带个人防护器具 ，产业卫生计画;厂场整洁;良好的主动检查;主管巡查及工莋监督另可对高裸露作业采劳工排班以减少劳工高裸露时光·

　　劳工个人防护具留神事项:手套跟防护衣及防护眼镜因须要很大，特别昰接触化学品要留神其防透力，有时厂商资讯不全可能个人防护具要试用一段时光才知其效力·个别而言树脂分子较溶剂及塑剂为大;後鍺的防护要特别留神，有时复配合业进程手可能要接触因此要慎选手套。呼吸器个别而言在复配合业不一定要用因所用溶剂挥发性较低，但如浓度过高则需戴用如大面积用手处理作业浓度过高要利用。

　　加强化学品贮存治理

　　现场不要贮备过多贮备所需用量即鈳;经常对化学品储量盘点;劳工履行迫害通识练习;分类贮存，避免如硬化剂跟易燃液体及有机气化物在一起;装卸时警惕避免喷溅沾染工作場合增加慕露;容器应依化学品须要妥为设计，并加以恰当治理维护;对可能引起之重大火灾及爆炸需有紧急应变处理计画及演练;依法规设囿灭火设施如灭火器、撒水设施;及气体侦测器·(特定制程范畴:凡从事以玻璃纤维或碳纤维作为补强纤维混淆热因性树脂成型等方法制造纤維强化塑胶之行业等制造之积层硬化、环绕、热压成型、拉挤成型、喷涂、修边).


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