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碳纤维复材树脂含量如何测量?
点击次数:316 更新时间:2023-09-15

碳纤维复材是由碳纤维和树脂等多种材料组成的一种高性能复合材料。碳纤维具有高强度、高模量、轻质等优良性能,是制备高性能复合材料的理想增强材料。碳纤维复材因其高强度、轻质、抗腐蚀、高耐久性等优良性能,在航空航天、汽车、体育器材、建筑、医疗等领域得到广泛应用。

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碳纤维复材的制备过程包括预浸料制备、层叠成型、固化等工艺。在制备过程中,需要对碳纤维和树脂的比例、预浸料的浸渍质量、成型压力、固化温度等多种参数进行控制,以确保复合材料的质量和性能。

以航空航天领域为例,碳纤维复材具有轻质、高强度和抗腐蚀性能优异的特点,因此被广泛应用于制造机翼、机身等关键部位。比如,空客A350客机的机翼就采用了碳纤维复合材料制造,与传统铝合金机翼相比,重量减轻了20%,且拥有更好的抗疲劳性能。然而,在制造过程中,碳纤维复材的树脂含量控制非常关键。若树脂含量过高,会导致材料变脆,影响强度和耐用性;反之,若树脂含量过低,则会导致材料过于脆弱,难以满足使用要求。因此,碳纤维复合材料中树脂含量是决定其性能、应用和发展方向的重要因素。通过对树脂含量的合理调控,可以有效地提高碳纤维复材的性能,拓展其应用领域。

如何测量碳纤维复材树脂含量?

1、化学腐蚀法:该方法是通过使用化学试剂与碳纤维复合材料发生化学反应,从而测量其中的树脂含量。该方法的优点是较为准确,可以较为全面地考虑碳纤维复合材料中的树脂含量。缺点是需要使用化学试剂,操作较为繁琐,且可能会对环境产生一定的影响。

2、空气灼烧法:该方法是通过将碳纤维复合材料样品在高温下进行灼烧,并测量灼烧后的重量损失,从而计算出其中的树脂含量。不过整个过程需要在高温下进行,可能会对材料的性能产生一定的影响。

3、低场核磁法:树脂存在核磁共振氢信号,通过对NMR信号进行采样,获取树脂核磁信号,从而进行定量测量,是一种在线、无损、快速的技术。整个过程无需试剂,可重复实验,2min即可完成测试。

低场核磁测定碳纤维复材树脂含量的原理

低场核磁法是研究高分子材料中分子动力学的一种非常重要和有效的手段.该技术的一个重要特点是可以通过合理的实验方法,实现对研究体系中从低频(Hz)到中频(kHz)乃至高频(MHz)范围内分子运动的观测.因此.核磁法非常适合研究高分子体系中各类不同尺度分子运动,高分子材料中分子运动与交联密度密切相关,通过分子运动的信息即可反映样品的特性。

树脂存在核磁共振氢信号,通过对NMR信号进行采样,获取树脂核磁信号,从而进行定量测量。在测试之前,根据确定的标准曲线,确定核磁信号强度与树脂含量的关系,可在30秒-2分钟内测得树脂含量。

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纽迈碳纤维复材树脂含量分析仪