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碳纖維復合材料的阻燃性能如何?
2020-09-18

了解碳纖維材料的人都知道,這種材料是在八百攝氏度以上的高溫環境下制備出來的,在無氧環境下,碳纖維能夠承受非常高的溫度,但是在實際應用中,因為大多需要和樹脂復合,所以碳纖維復合材料的能承受的溫度會大大降低,制品很容易被高溫破壞。解決碳纖維復合材料燃點低,提高阻燃性對于擴大應用范圍和安全性有著重要的意義。

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工業指標上阻燃性并非是說燒不著、燒不壞,而是指在一定高溫的明火中還能保持一段時間的材料性能,而且期間不會產生毒害物質。碳纖維復合材料常作為金屬材料的替代升級選擇,而這類材料原本的使用環境就比較嚴苛,雖然在強度、模量和熱膨脹系數等方面碳纖維比金屬優秀很多,但是碳纖維復合材料的耐高溫性能要比金屬差。目前常用的復合樹脂能承受的溫度在150攝氏度左右,碳纖維復合材料極限耐溫目前也就四五百度,在部分高溫環境下難以使用。

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據挪恩復材介紹,目前在碳纖維復合材料的使用領域不管是航天還是汽車等行業對于材料都會有阻燃性能值的要求,例如使用碳纖維復合材料的軌道交通車廂,為了保證火災時的乘客安全,就對阻燃性能值有著非常高的使用標準。 只有在阻燃性能高的情況下才能保證工具在著火、摩擦情況下不會出現有害氣體,保持一定的安全性,能夠承受高溫且性能穩定、安全的碳纖維復合材料是行業急需的材料。

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因為碳纖維本身的耐高溫性能是符合應用需求的,所以想要提升碳纖維復材的阻燃性需要從基材入手。常用的方法是在環氧樹脂當中添加阻燃劑來提升燃點,阻燃劑有很多種需要根據使用的環境來綜合選擇;另外一種方式是更換基體材料,用雙馬來酰胺來替代環氧樹脂,但是加工出來的制品性能會有所降低。目前碳纖維復合材料的耐高溫性能最大能保持在四百度左右。

在碳纖維復合材料的阻燃性提升方面國內科研工作者在不斷的研發攻關當中,未來碳纖維復合材料能達到或者超越金屬的話,對于該材料的應用將帶來突破性的進步。



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