几种纤维增强材料性能简介

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1、几种纤维增强材料性能简介Thepropeniesofsomefiberreinforcedmaterials岳水英张晓军(中国建筑材料科学研究总院，北京100024)摘要：本文简要介绍了几种高分子量纤维、无机非金属纤维材料的制造工艺，产品主要技术指标及其适用领域。关键词：纤维；增强；性能简介Abstract：T11ispaperbriefIyintroducesthefabricadonprocessofsomehj曲molecularweight曲erandinorgamcmetalloid曲ermacerials，出emaincechnicaIi

2、ndexesof七hepmductSanditSapphcations．Keyword：6ber；reinf’0rced；properties中图分类号：TQ340文献标识码：B文章编号：1003—8965(2014)05—0057一03我们的祖先早在与大自然的抗争中，就已使用各种纤维材料用于日常生活，应用植物纤维(棉、麻、竹、桔杆、藤条、植物木字类纤维等)建筑建造房屋家具。动物纤维(蚕丝、动物蛋白纤维、动物皮毛等)制作衣物、家具等其他物品。20世纪70年代以前，以稻草、麦桔为纤维增强材料，建筑的各类民用建筑，在我国广大农村地区是非常多见的，随着社会

3、文明和科学技术的进步，大量不断涌现的各种纤维增强材料，一方面从根本上改变着人类的生产、生活方式，另一方又加速提升了整个社会的文明进程。1几种聚合物纤维简介表1碳纤维主要力学性能1．1碳纤维人类相继发明了人造纤维，以高分子聚合物为基础的各类化学物质，具有玻璃态、高弹态和粘流态的变化性能，施加相应的温度条件，宜形成纤维状，被人们用来制造出各种纤维制品，由含碳量较高的聚合物纤维(碳含量≥90％)木制素纤维、粘胶纤维、聚丙烯晴纤维(PAN)或沥青基纤维在低温下氧化处理，然后在惰性气体中进行高温碳化和石墨化，整个过程中对纤维施加一定的拉力，使材料内部分子结构取

4、向排列，从而制得具有高强度和高弹性模量的碳纤维(Carbonf．ber)，根据拉丝时用喷丝头子L数，分为1K、2K、3K、6K、12K、24K，每一个K被定义为每束(或股)1000根碳纤维。几种碳纤维的主要力学性能指标见表1。纤维牌号单丝根数(束)拉伸强度(MPa)弹性模量(GPa)伸长率(％)密度(g／cm3)T3001K，3K，6K，12K35302301．5176T300J3K，6K，12K42102301国1．78T400H3K．6K4410250181．80T600S24K4120230191．90T700S6K．12K．24K490023

5、02．11．80T700G12K．24K49002402．0178T800H6K，12K54902941．9181T1000G12K63702942180T100012K7060294241．82M35J6K．12K47003431．41．75M40J6k12K4J4103771．21．77M46J6K．12K42104361．O1．84M50J12K41204750．81．88M55J6K40205400．8188M60J3K．6K392058007194M306K．12K3920294131．70M30S18K54902941．91．73M30G

6、18K51002941．91．73M401K．3K，6K．12K27403920．71．81M466K．12K235045105188M506K．12K24504900．51，91碳纤维具有高强度、高模量，低密度(1．5～2．19／cm3)，因此其比强度和比模量较高，对于一些轻质、高强的产品设计具有重要意义，尤其在航天、航空、轻轨列车领域应用是一种优异的纤维增强材料。碳纤维目前的主要不足是：①高温抗氧化能力差，高温下氧的存在会生成二氧化碳，影响碳纤维性能。②各种技术研发水平不一，我国目前高性能碳纤维(>T700)生产技术尚待提高，高性能碳纤维产品仍需

7、进口．③碳纤维尤其是高性能碳纤维产品价格昂贵，应用市场目前定位在高端。中端、低端产品市场大批量推广使用还有待探索研究。1．2其他聚合物纤维57新型建栅1)PP(Polypopylene)聚丙烯纤维，具有密度低(0．89～0919／cm3)，耐弯曲性，耐疲劳性好的特点，耐热性在110cC下可长期使用，极限使用120℃。PP纤维的主要弱点是：低温冲击强度低，由于其本身分子结构的规整性，导致PP纤维低温下呈脆性，低温冲击强度比聚乙烯等其他聚合物材料低的多。遇光、热和氧作用易老化，PP材料在150℃环境O．5～3．5小时，在大气环境下12天，在室内环境下存放

8、4个月左右，都易产生不同程度的老化。2)PAN(Pofyacrylontr¨e)聚丙烯晴纤维、PA(Polv