一种碳纤维增强炭粉/超高分子量聚乙烯的层合复合板材的制作方法

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一种碳纤维增强炭粉/超高分子量聚乙烯的层合复合板材的制造方法与工艺

本实用新型涉及的是一种碳纤维增强炭粉/超高分子量聚乙烯的层合复合板材,属于复合材料技术领域。



背景技术:

碳纤维是一种含碳量在90%以上的高强度、高模量纤维的新型纤维材料。它是由不完全的石墨结晶沿纤维轴向排列的一种多晶体无机纤维,常用作复合材料的增强体。碳纤维具有高比强度,高比模量,耐高温,耐腐蚀,耐疲劳,抗辐射,减振,降噪等一系列优异性能,在先进复合材料的增强体中占据越来越重要的位置。

由于碳纤维成本高,使用受到限制,多用在航天航空等高技术领域。我国碳纤维的应用还有待开发,未来的市场需求潜力极大。

生物质炭在高温烧制时不会损坏其组织结构,留下骨架结构的细胞壁和组织导管,形成了蜂窝状的多孔结构,因此具有很强的吸附能力。

超高分子量聚乙烯是一种线型结构的具有优异综合性能的热塑性工程塑料。它是一种高分子化合物,具有超强的耐磨性、自润滑性,强度比较高、化学性质稳定、抗老化性能强,加入炭粉以降低成本,使超高分子量聚乙烯具有更广泛的应用前景。



技术实现要素:

本实用新型提出的本实用新型涉及的是一种碳纤维增强炭粉/超高分子量聚乙烯的层合复合板材,其目的旨在增加强度,降低成本。

本实用新型的技术解决方案:一种碳纤维增强炭粉/超高分子量聚乙烯的层合复合板材,其结构是多层复合的三明治结构,自上而下共分五层。

本实用新型的优点:

1.用生物质炭复合超高分子量聚乙烯,与碳纤维复合模压成型;

2.使用三明治结构的五层复合,偶数层使用蓬松的碳纤维絮状物,起到了缓冲作用,奇数层使用整张碳纤维布,保证了刚性和稳定性;

3.加入了10%-20%的炭粉,炭中间有微细孔隙,能有效地使超高分子量聚乙烯在高温下渗入炭的孔隙,使其形成铆钉结合,这种结合在没有使用界面偶联剂的情况下,有效地增大了界面结合强度。

附图说明

附图1是本实用新型的剖面结构示意图。

图中的1是碳纤维布复合炭粉与超高分子量聚乙烯的混合体;2是絮状的碳纤维同炭粉与超高分子量聚乙烯的混合体;3是碳纤维布复合炭粉与超高分子量聚乙烯的混合体;4是絮状的碳纤维同炭粉与超高分子量聚乙烯的混合体;5是碳纤维布复合炭粉与超高分子量聚乙烯的混合体。

具体实施方式

一种碳纤维增强炭粉/超高分子量聚乙烯的层合复合板材,其结构是多层复合的三明治结构,自上而下共分五层。

所述的多层复合的三明治结构,其第一、第三、第五层为碳纤维布复合炭粉与超高分子量聚乙烯的混合体,第二、第四层为絮状的碳纤维同炭粉与超高分子量聚乙烯的混合体。

所述的碳纤维布复合炭粉中有10%-20%的炭粉,炭中间有微细孔隙。

所述的碳纤维长度5-20mm。

下面结合附图进一步描述本实用新型的技术方案:

对照附图1,五层结构,第一层采用碳纤维布复合炭粉与超高分子量聚乙烯的混合体。第二层将5-20mm长度的碳纤维经过高速搅拌分散,使其成为絮状,采用梳齿拨料的铺装方法,使其均匀地分散在炭粉与超高分子量聚乙烯的混合体中。第三层采用碳纤维布复合炭粉与超高分子量聚乙烯的混合体。第四层将5-20mm长度的碳纤维经过高速搅拌分散,使其成为絮状,采用梳齿拨料的铺装方法,使其均匀地分散在炭粉与超高分子量聚乙烯的混合体中。第五层采用碳纤维布复合炭粉与超高分子量聚乙烯的混合体。模具表面均需要涂抹二甲基硅油,保证其可有效地脱模。为了保证表面的光洁度,采用冷却脱模的方法使产品的外观达到美观效果。

为保证碳纤维布,炭粉,超高分子量聚乙烯和打散后的絮状碳纤维之间能够充分的结合,板坯在热压机和模压模具中经过低压热压(温度范围:100-150℃),以及高压热压(温度范围:180-250℃)下定型,在保压(时间:2-4小时)状态下,使制品冷却出模。若在高温条件下卸压出模,制品将会产生应力回弹,导致产品变形。

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