碳纤维/尼龙复合材料是一种综合了碳纤维和尼龙各自优势的新型复合材料,它不仅具有碳纤维高强度、高模量、耐高温、耐磨、耐腐蚀、抗疲劳、抗蠕变、导电、导热等诸多优异性能,还具有尼龙自身所具备的密度小、耐磨、耐油、自润滑、耐腐蚀以及良好的加工性能等优点,越来越多的研究人员试图将碳纤维/尼龙复合材料用于机械和摩擦零部件,如齿轮、皮带轮、轴承、凸轮、密封圈、传动轴等。碳纤维/尼龙复合材料正日益取代诸如铸铁、钢或铝等传统材料,广泛应用于汽车、电子、机械等领域。
目前,碳纤维/尼龙复合材料实现大规模应用还存在诸多问题待解决。单一尼龙基体因其分子结构中含有大量酰胺基,具有较强的吸水性,造成所制备的碳纤维/尼龙复合材料尺寸稳定性不高,吸水后机械性能降低;与尼龙相容性差,不利于复合材料综合性能的提高;单一尼龙基体复合材料性能受限于尼龙自身的热性能、机械和摩擦性能等,这使得碳纤维/尼龙复合材料冲击性能偏低、热变形温度不高、高速重载条件下摩擦性能不理想,限制了碳纤维/尼龙复合材料的应用。
据恒志信信息网报道,针对现有技术中存在的不足,需要一种TPU改性碳纤维/尼龙复合材料及其制备方法,所得的TPU改性碳纤维/尼龙复合材料韧性好,耐磨能力强,使用寿命长。
热塑性聚氨酯弹性体(Thermoplastic Urethane, TPU)是由二苯甲烧二异氰酸酯(MDI)、甲苯二异氰酸酯(TDI)和大分子多元醇、扩链剂共同反应聚合而成的高分子材料,它具有具有其它塑料材料所无法比拟的强度高、韧性好、耐磨、耐寒、耐油、耐水、耐老化、耐气候等特性,同时他具有高防水性、透湿性、防风、防寒、抗菌、防霉、保暖、抗紫外线以及能量释放等许多优异的功能,将TPU用作碳纤维/尼龙复合材料的基体改性材料,可充分利用TPU韧性好、耐水、耐磨的特点,且TPU与尼龙极性相似,相容性好,能够有效改善碳纤维/尼龙复合材料韧性低、易吸水性变形以及摩擦系数偏大等缺点,从而获得综合性能优异的新型碳纤维/尼龙复合材料。
所得TPU改性碳纤维/尼龙复合材料的力学和摩擦性能。比较力学性能各项数据可以看出,TPU改性碳纤维/尼龙复合材料的断裂伸长率和冲击强度较未改性的碳纤维/尼龙复合材料明显提高,说明TPU有效地提高了碳纤维/尼龙复合材料的韧性;而比较摩擦系数和磨损率的大小可看出,TPU改性碳纤维/尼龙复合材料的摩擦系数和磨损率较未改性的低,TPU改性提高了碳纤维/尼龙复合材料的韧性和摩擦性能, TPU改性碳纤维/尼龙复合材料在力学性能和摩擦性能两方面具有更均衡的综合性质,碳纤维/尼龙复合材料的性能和应用得到扩展,具有推广价值。
该产品详细制造技术工艺配方请见: 《增强、阻燃改性尼龙制备及应用汇编》