Geknipte koolstofvezel is koolstofvezel die is ingekort. Hierbij ondergaat de koolstofvezel alleen een morfologische verandering, van een koolstofvezelfilament naar een kort filament, maar de eigenschappen van de ingekorte koolstofvezel zelf blijven onveranderd. Dus waarom zou je een goed filament willen inkorten?
Allereerst moeten we beginnen bij het vormproces van het composietmateriaal. Meestal wordt koolstofvezelfilament geweven tot koolstofvezeldoek of verwerkt tot koolstofvezelprepreg, en vervolgens doorloopt het een proces van...vormproces, RTM, vacuümzakken, warmpersblikken en andere processenin een verscheidenheid aan koolstofvezelcomposietproducten. Uiteraard zijn er ook vormprocessen die geen tussenmaterialen vereisen, waarbij de koolstofvezel direct wordt gevormd, zoals pultrusievormen, wikkelvormen, enzovoort.
Koolstofvezel, geweven tot koolstofvezeldoek of verwerkt tot prepreg, heeft bij de productie van producten een inherent nadeel: het hecht niet goed aan de mal. De mal dient om het composietmateriaal vorm te geven, en de vorm van de mal bepaalt de uiteindelijke vorm van het composietmateriaal. Als het koolstofvezeldoek of de prepreg echter niet goed in de mal past, komt de vorm van het composietmateriaal niet overeen met de vorm van de mal. Bovendien kan het koolstofvezeldoek in sommige hoeken gemakkelijk bruggen vormen, waardoor er plaatselijke holtes ontstaan. Dit leidt uiteindelijk tot een afname van de prestaties van de koolstofvezelcomposietproducten.
De koolstofvezelfilamenten in het koolstofvezeldoek of prepreg zijn gebonden en moeilijk te verplaatsen. Vooral onder druk is de beweeglijkheid van de hars en de koolstofvezelfilamenten zeer beperkt, wat uiteindelijk kan leiden tot problemen bij het vormen of tot een verslechtering van de prestaties.
Hoe korter de lengte, hoe beter de vloeiendheid van degehakte koolstofvezelHet is belangrijk te weten dat spuitgieten de meest gebruikte en beproefde technologie is in de kunststofvorming. Toegepast op de productie van composietmaterialen zal dit een radicale verandering teweegbrengen.
De lengte van de ingekorte koolstofvezel kan echter niet worden verkort, omdat een kortere koolstofvezel de hechting tussen hars en koolstofvezel verzwakt. De hechting tussen hars en koolstofvezel is immers rechtstreeks evenredig met het contactoppervlak; een kortere vezel leidt dus onvermijdelijk tot een kleiner contactoppervlak.
Hier ontstaat een tegenstrijdigheid, namelijk de tegenstelling tussen de prestaties van de korte vezels en hun beweeglijkheid. Hoe langer de vezels, hoe kleiner de kans op dispersie en hoe gemakkelijker de vezels in elkaar verstrengelen. Tegelijkertijd zorgt een sterkere vezel-harsverbinding echter voor betere prestaties van het composietmateriaal. Hoe korter de vezels, hoe gemakkelijker ze te dispergeren zijn en hoe beter de vloeibaarheid, maar hoe zwakker de vezel-harsverbinding. Hoe deze tegenstrijdigheid in evenwicht te brengen, moet nog worden onderzocht. Meestal worden voor de productie van korte koolstofvezels in kunststofkorrels vezels met een lengte van 1 tot 9 mm gebruikt.
Er bestaat ook een manier om de hechtsterkte tussen koolstofvezel en hars te verbeteren, namelijk door middel van een hechtmiddel. Meestal bevindt zich een hechtmiddel op het oppervlak van de vezel.koolstofvezelDeze laag wordt in de fabriek gebruikt om de koolstofvezels te beschermen tegen pluizen tijdens het verpakken, transporteren en verwerken. Daarnaast dient de laag om de koolstofvezels en de hars met elkaar te verbinden en de hechtsterkte te verbeteren.
Deze hechtmiddel is echter in principe bedoeld voor thermohardende harsen. De meeste harsen die gebruikt worden voor het maken van pellets zijn thermoplastische harsen, waardoor het hechtmiddel aangepast moet worden. Een mogelijkheid is om het oorspronkelijke hechtmiddel te verbranden en een nieuwe laag aan te brengen. Een andere mogelijkheid is om opnieuw een hechtmiddel aan te brengen bovenop de oorspronkelijke laag, wat secundaire hechting wordt genoemd.
Naast het maken van korrels voor spuitgieten,gehakte koolstofvezelHet heeft ook andere toepassingen, zoals koolstofvezelmatten of koolstofvezelpapier. De benodigde lengte van de gehakte koolstofvezels is langer dan de lengte van de gehakte vezels voor korrels.
Naast de willekeurig geknipte koolstofvezels bestaan er ook gebundelde geknipte koolstofvezels. Deze kortgeknipte vezels worden vóór het knippen van de koolstofvezelbundel tot een bepaald type geknipt. De uitgeknipte vezels hebben vervolgens de eigenschappen van een bundel en bevatten daardoor een veel grotere hoeveelheid hars dan andere kortgeknipte vezels.
Geplaatst op: 8 oktober 2024
