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行業(yè)資訊
在20世紀(jì)后，隨著碳纖維復(fù)材管工藝的進(jìn)步，高端的復(fù)合材料已悄然出現(xiàn)在部分競(jìng)技類體育用品中，一經(jīng)上市即獲得了良好的口碑和廣闊的市場(chǎng)前景。如碳纖維釣魚竿以極高的聲望和銷量被引入市場(chǎng)，又如高爾夫俱樂部的碳纖維桿身和網(wǎng)球拍，在環(huán)法自行車賽等日益普及的自行車運(yùn)動(dòng)的帶動(dòng)下，碳纖維自行車從職業(yè)賽車運(yùn)動(dòng)發(fā)展成自行車越野賽和街頭運(yùn)動(dòng)，并在1990年代見證了無數(shù)創(chuàng)新。
在傳統(tǒng)的體育器材中，其材料主要為金屬與木質(zhì)材料，因?yàn)樽陨淼难诱剐耘c硬度與人們的實(shí)際需求不符，使得其市場(chǎng)滿意度較低，并且增加了安全隱患。碳纖維自身具有較強(qiáng)的延展性，與普通材料相比，不僅可塑性較強(qiáng)，碳纖維管材擁有的高彎曲剛度和較低重量的特性是機(jī)器人技術(shù)，戰(zhàn)術(shù)梯子，桁架，橫梁，伸縮桿，惰輪和UAV組件等理想選材。
其中碳纖維復(fù)材卷管工藝應(yīng)用非常廣泛，卷管工藝制作出的碳纖維管樹脂含量穩(wěn)定性較好，可以有效解決固化過程中因溫度不均帶來的線段積分強(qiáng)度不一等問題。卷管工藝大部分樹脂基體為熱固性，脆性比較大，抗沖擊性能、斷裂韌性和分層強(qiáng)度通常較差。因此如何抑制碳纖維環(huán)氧復(fù)合材料的脫層、層間開裂，提高其損傷容限是近年來復(fù)合材料研究的熱點(diǎn)之一。
為了解決這一問題，提高碳纖維環(huán)氧復(fù)合材料韌性最常用的方法就是提高樹脂的韌性，基體樹脂的韌性以及增強(qiáng)纖維的性能對(duì)復(fù)合材料的抗分層及損傷容限有著重要的影響。其中以大連義邦納米纖維膜Xantu.Layr復(fù)合材料韌性增強(qiáng)材料舉例。
納米纖維因具有較小的直徑以及高的比表面積而使納米纖維具有較小的直徑，以及高的比表面積而使納米纖維在固化的初始階段能夠充分地浸漬基體樹脂，Xantu.Layr納米纖維在基體樹脂固化過程中原位相分離得到顆粒徑勻一的納米級(jí)Xantu.Layr粒子，Xantu.Layr粒子作為層間相改善復(fù)合材料的層間斷裂韌性。與增韌顆粒對(duì)比，納米纖維原位相分離成顆粒徑均一的粒子，而增韌顆粒的分布不均勻性一直是常見問題。
換句話說大連義邦Xantu.Layr可充當(dāng)脆性樹脂基體的納米級(jí)增強(qiáng)物質(zhì)，由靜電紡絲制備的多孔性聚合物納米纖維添加在復(fù)合材料層之間，預(yù)浸料復(fù)材制件在制備和使用過程中應(yīng)力集中區(qū)域主要集中在層間，因此在層間加入韌性材料往往可以有效地抑制層壓板的分層。最終形成更堅(jiān)韌的樹脂，在受到壓力或沖擊時(shí)不易發(fā)生微小裂紋導(dǎo)致層間開裂。
碳纖維卷管成型工藝是用碳纖維預(yù)浸料在卷管機(jī)上熱卷成型的一種復(fù)合材料制品成型方法，其原理是采用卷管機(jī)上的熱滾，使預(yù)浸料軟化，熔化預(yù)浸料上面的樹脂，在一定張力下，在輥旋轉(zhuǎn)操作過程中，利用輥和心軸之間的摩擦，將預(yù)浸料連續(xù)卷到管芯上，然后在固化爐中固化，改善復(fù)合材料或預(yù)浸料的韌性及層間開裂能力。
高韌性的復(fù)合材料具有很高的比強(qiáng)度、比模量、耐濕熱等性能，已在航空航天得到廣泛應(yīng)用，隨著碳纖維環(huán)氧復(fù)材卷管工藝不斷進(jìn)步，除在上述高端體育用品中被廣泛使用，目前已在F1賽車、軍用裝備、電子產(chǎn)品等大有發(fā)展前景。
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