【专业讲堂】碳纤维领域专业知识:什么是碳纤维带?在实际应用中碳纤维带如何使用?

01 简要了解碳纤维带

碳纤维带(Carbon fiber strips)是由单向碳纤维制成的细条,它具有很强的强度和柔韧性。碳纤维由聚丙烯腈(PAN)聚合物制成,可以沿条带轴线定向。环氧树脂可与碳纳米管结合以增加强度和刚度。

由于碳纤维带通常是采用拉挤成型加工,所以纤维与树脂的比例更高,而且纤维非常直,从而增加了强度和刚度。这些条带非常灵活且有弹性,不会发生塑性变形。

02 如何使用碳纤维带

碳纤维带的好处在于其易于组装成轻质碳纤维结构,因为平坦的表面便于环氧树脂粘合。因为它们非常直,所以可以很容易地粘合到平面、圆柱面或边缘。碳纤维带也非常灵活,因此它们可以弯曲成紧密的半径,提供强大的弹性结构元件。

碳纤维带可用于桁架结构或作为局部加强件或加强件。可以使用ScotchWeld 2216环氧树脂将其粘合到龙板、胶合板或铝板上,以提供结构的强度和刚度。使用碳纤维带时也应小心处理。碳纤维带不会发生永久弯曲,如果弯曲幅度过大,可能会折断。任何表面都应非常干净且无油,以便粘合。锋利的边缘可以用细砂纸打磨光滑。

03 碳纤维带粘合技巧

碳纤维带的刚性表面有助于与各种表面粘合。碳纤维带易于粘合,以加固碳纤维板、胶合板、轻木或铝。是选择粘合剂将碳纤维条粘合到其他材料时使用的最佳方法包括:

3.1 用环氧树脂粘接碳纤维带

碳纤维带在环氧树脂基体中拉挤成型,这就使环氧树脂成为大多数应用的最佳选择。与氰基丙烯酸酯(CA)胶水相比,使用环氧树脂还可以提供更长的工作时间,而且环氧树脂的脆性也比CA胶小。

以下是使用环氧树脂粘合碳纤维带时应遵循的几个步骤:

  • 轻轻打磨待粘合的两个表面;

  • 清洁好表面,确保无松散碎屑;

  • 使用异丙醇或丙酮去除零件上的油污;

  • 彻底干燥零件;

  • 彻底混合环氧树脂;

  • 将环氧树脂涂在要粘合的两个表面上;

  • 夹钳、夹具、胶带或用其他方式将表面连接在一起,压缩粘合线,挤出空气和额外的环氧树脂;

  • 在环氧树脂固化之前,擦去多余的环氧树脂并清洁接头。

3.2 用热胶粘合碳纤维带

当把碳纤维带粘在轻木上时,一些人发现热胶效果很好。按照以下步骤操作:

在软木上涂上一滴热胶;

将碳纤维带牢固地放在胶水的顶部;

保持直到热熔胶冷却。

3.3 使用木工胶粘合碳纤维带

许多业余爱好者喜欢轻松地使用木工胶水。不幸的是,并不是所有的胶水都像环氧树脂一样附着在碳纤维上。

粗糙的表面可以帮助木工胶更好地粘在碳纤维带上,但不会得到环氧树脂的强附着力。粘附在碳纤维上可能无法使木工和类似胶水不适合粘合碳纤维条。

3.4 粘合碳纤维条的其他技巧

使用碳纤维带粘合时,适当的准备是关键。在混合任何粘合剂之前,准备所有必要的材料和工作站。选择使用哪种粘合剂时,请记住粘合项目的最终用途。需要考虑的事情包括:

  • 工作寿命:在粘合剂变干之前混合后,需要使用粘合剂多长时间?

  • 固定时间:当粘合剂凝固时,需要将这些部件固定在一起多长时间?在等待的时候,会否使用夹钳、重力还是将其固定在适当的位置?

  • 固化时间:粘合剂需要固化多长时间才能安全移动/完成项目?胶粘剂需要固化多长时间才能使用完成的项目?

  • 粘合强度:粘合剂在失效前能承受多少载荷?

  • 耐温性:粘合剂的温度范围是否适合应用?

碳纤维带是许多项目的出色加强件,尤其是小型轻量项目。它们通过几个基本步骤牢固地粘合到各种材料上。选择最好的粘合剂并遵循应用说明可确保碳纤维条在项目生命周期内保持粘合。

(参考来源:Dragonplate)

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