碳纖維復(fù)合材料是具有輕質(zhì)、高強(qiáng)度等特點(diǎn)的新一代結(jié)構(gòu)材料,在汽車(chē)、航空航天、工業(yè)軌道交通等領(lǐng)域有著良好的應(yīng)用,但由于碳纖維復(fù)合材料中最常見(jiàn)的環(huán)氧樹(shù)脂具有耐高溫性差、點(diǎn)火點(diǎn)低等最大缺點(diǎn),因此碳纖維復(fù)合材料的應(yīng)用受到限制,使得碳纖維復(fù)合材料具有阻燃性能,不僅可以提高產(chǎn)品的安全性,而且還可以拓寬碳纖維在未來(lái)的應(yīng)用局限。
碳纖維復(fù)合材料作為一種新的輕質(zhì)材料而不是傳統(tǒng)的金屬,通常在高工作強(qiáng)度或較差的自然環(huán)境的情況下使用。碳纖維復(fù)合材料的性能,如幾乎為零的線性膨脹系數(shù)和良好的耐腐蝕性能,具有明顯的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。
然而,碳纖維復(fù)合材料的實(shí)際應(yīng)用并不是一帆風(fēng)順的。類(lèi)似地,在汽車(chē)、高速軌道和其它制造領(lǐng)域中,對(duì)于碳纖維復(fù)合材料有很大需求,碳纖維復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)產(chǎn)品的重要要求之一是在高速駕駛過(guò)程中可能遇到的各種事故,包括碰撞、摩擦和火災(zāi),該產(chǎn)品必須能夠保持高的點(diǎn)火點(diǎn),并且不會(huì)釋放對(duì)乘客造成威脅的有害氣體和煙霧。
因此,能夠經(jīng)受更高溫度和更高安全性的碳纖維復(fù)合材料已經(jīng)成為市場(chǎng)的必要。限制復(fù)合材料高溫性能的主要因素是基質(zhì)樹(shù)脂。為了使復(fù)合材料具有一定的阻燃性,有兩種常見(jiàn)的方法,一種是使用雙馬來(lái)酰胺樹(shù)脂作為基質(zhì)材料,但該樹(shù)脂的韌性和抗沖擊性較差,另一種是在原復(fù)合材料中添加相應(yīng)的阻燃劑。雖然目前市場(chǎng)上有多種阻燃劑,但每種阻燃劑的具體應(yīng)用效果和使用條件不同,考慮的因素相對(duì)復(fù)雜。蘇州地區(qū)對(duì)碳纖維復(fù)合材料的研究由來(lái)已久,在改性碳纖維復(fù)合材料和熱塑性碳纖維方面取得了許多研究成果。
據(jù)說(shuō),所謂的阻燃劑并不意味著材料不易燃,但在規(guī)定溫度的明火下,需要保持一定時(shí)間的相應(yīng)強(qiáng)度,其燃燒速度低于配方速度,燃燒產(chǎn)物無(wú)毒。在車(chē)身結(jié)構(gòu)上最新的“復(fù)興號(hào)”。高速鐵路動(dòng)車(chē)組采用具有耐火性能的碳纖維復(fù)合材料,保證了碳纖維復(fù)合材料車(chē)身的輕量化要求,阻燃性能也保證了乘客在車(chē)體內(nèi)的安全,最大限度地增加了火災(zāi)的發(fā)生和危害,提高了車(chē)身的整體安全性。當(dāng)碳纖維復(fù)合材料在明火和高溫下的安全達(dá)到或接近金屬材料的水平時(shí),碳纖維復(fù)合材料的應(yīng)用領(lǐng)域必將進(jìn)一步擴(kuò)大。在需要輕質(zhì)的一些區(qū)域中,由于溫度限制,不能使用碳纖維復(fù)合材料。還將消除這一關(guān)切,這有利于在市場(chǎng)中應(yīng)用和促進(jìn)碳纖維復(fù)合材料。