喷丝板结构对纤维横断面及产品性能的影响

T.Matsu-moto研究喷丝头的剪切力对中问相沥青碳纤维内部结构的影响，发明纤维断面结构与喷丝头的直径跟长度有密切关联，当D=0.7mm，L从0.7mm变至7mm时所得纤维的内部结构由无规变为辐射型跟带裂纹的辐射型，L值增大有利于得到径向辐射型结构，因此抉择喷丝头的长度对获得所须要的纤维断面结构很重要，另外他设计了新的喷丝板，通过扩大纺丝头内的流动大小可获得洋葱皮结构的沥青纤维。碳纤维复合材料如耐高温、耐摩擦、导电、导热及耐腐蚀等，但与一般碳素材料不同的是，其外形有显著的各向异性、柔软、可加工成各种织物，沿纤维轴方向表现出很高的强度。碳纤维比重小，因此有很高的比强度。碳纤维型材与传统的玻璃纤维相比，杨氏模量是其3倍多；它与凯夫拉纤维相比，杨氏模量是其2倍左右，在有机溶剂、酸、碱中不溶不胀，耐蚀性突出。

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  事实上，成型进程所形成的断面结构坚持至终极产品，通常认为，洋葱皮结构制品机能优于其余断面结构。另据鹿岛石油株式会社报道，采取喷丝板所示喷嘴，在330℃，纺丝速度为280m·min，300℃下氧化，2800℃下石墨化，石墨纤维断面为无规一洋葱皮状的结构，其强度3.3GPa，拉伸模量739GPa，断裂伸长率为0.44%，采取喷丝板的喷嘴，在290℃，500m·min纺速下进行纺丝，300℃下氧化，2800℃石墨化，所获纤维拉伸强度3.3GPa，拉伸模量735GPa，断裂伸长0.45%，纤维横截面近于喷射状。
  一些研究者证明喷丝板结构对纤维横截面及产品机能都有影响，例如喷丝板可获得高强型、喷丝板可获得高导热机能的旁边相沥青碳纤维，此外，以D.D.Edie跟B.S.Rhee为代表的研究者，采取异形喷丝板制出中空、条形、Y形、八叶形等不同外形的碳纤维，改良了制品的力学、导电、导热机能。碳纤维管又称碳素纤维管，也称碳管，碳纤管，是采用碳纤维复合材料预浸入苯乙稀基聚脂树脂经加热固化拉挤（缠挠）而成。在制过程中，可以通过不同的模具生产出各种型材，如：不同规格的碳纤维圆管，不同规格的方管，不同规格的片材，以及其它型材：在制作过程中也可以包3K进行表面包装美化等等。曾民、迟伟东等人采取异形喷丝板制备出中空跟三角形旁边相沥青碳纤维，为了改良碳纤维的吸波机能，将三种碳纤维分辨与环氧树脂制成吸波资料，测其雷达波反射系数，发明中空形优于圆形，圆形优于T-300。将中空旁边相沥青碳纤维与环氧树脂复合，通过特别铺层设计，测其雷达波反射系数，获得频率为7.44时，反射率为-17.07dB，反射率小于-10dB的频宽为4.6GHz，反射率小于-5dB的频宽为12.6GHzp在低频区，2～4GHz范畴低于-4dB，上述结果证明了异形截面旁边相沥青碳纤维存在较好的吸波特点，为开发雷达波吸波资料供给了科学依据。 123456