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碳纖維carbon與環氧樹脂的疑問

經小弟爬文後大概的結論是:
carbon車架是一層層超薄的碳纖維像年輪一樣的組成,
而連結一層層碳纖的就是環氧樹脂,
而環氧樹脂正是carbon車架年限較短的元兇。
------------------------------------應該沒誤解吧

但是我的疑問是,
環氧樹脂是包覆在層層碳纖維內,有在麼容易氧化嗎?
就算環氧樹脂氧化掉,
可是已經成型的車架,
應該不會發生一層層的碳纖維一片片分離吧,
而碳纖又不因為時間影響堅固性,
那危險因子是在哪呢?

難道是因為表面處理劑--偶合劑,
可是就算偶合劑氧化,
碳纖還是不會因為時間影響其本身啊?

麻煩各位幫忙解惑一下,
我實在想不透?
2009-02-23 21:46 發佈
樹脂是有機物的一種, 像塑鋼也算是....

也受紫外光, 酸, 鹼.....等影響, 老化是正常的

外層那一層美美的透明漆是很美, 但若改成不透光的塗層, 會更有幫助吧!


物會向最大亂度方向趨變, 不會乖乖的用不壞, 當有外力介入時, 反應速率會更快
騎得自在,騎得輕鬆
現在市售的碳纖維有分手基層跟預浸布兩種(如果沒記錯的話)
預浸布的碳纖維是將碳纖維布浸泡在環氧樹脂當中,
然後冷凍使其不會硬化,
可能裡面還有加入特殊成分,
所以能保持低溫不硬化的程度,
當要用的話大多碳纖維車架都是用模具上下模然後碳布貼在模具上
中間用像氣球灌氣的方是加壓使其碳纖維布附在模具上,
當然模具上有上離型劑所以碳纖維布不會黏在模具上
過來就是加壓加溫,每間公司有每間公司的壓力及溫度表,
這關係到成品出來後的表面平整度及環氧樹指的硬化
然後在檢查表面如果有凹洞的話用黑補土補起來(這情況會發生在較少層的碳纖維布上
如果在貼的過程中貼不好也會)
再來就是上金油大概就是這樣。

手基層的話就是利用乾的碳纖維布,
然後環氧樹脂膠另外打,
然後在塗在碳纖維布上
等經過一段時間氧化完成後就變硬的
不過這種方式大多用在無方向性玻璃纖維上,
因為膠的厚度比預浸的還厚,所以重量比較重
大概就是這樣

環氧樹脂基本上就是跟氧結合然後變硬
所以硬度蠻高的,相對的韌性就比較低了
經過太陽曬加上震動,是有可能裂掉
不過如果碳纖維的k數越高的話強度就越強還有方向性跟堆疊的程度
如果是便宜的碳纖維架施工當然沒辦法很好
所以比較容易發生斷裂的機會
並不是說碳纖維都會,像賽車f1在用的座艙
將幾十層的碳纖維布利用加壓方式做成幾mm的厚度,這種硬度可想而知了
兼具硬度及輕量化,可不是說裂就裂的

以上是之前在學校專題所得到的記憶,如果有不對的地方請多包涵
所以"碳纖維布"就是那一層層的碳纖維囉,
那環氧樹脂是當數層碳纖維布加壓成型時將其結合固定"膠水",
那就算膠水硬化,
已經成不規則形的車架,
數層碳纖維布因該不至於會分離,
他結構的安全性也應該跟一把筷子一樣硬梆梆,
我實在不懂carbon車架五到十年的年限說立基點在哪?


kunimitotti wrote:
所以"碳纖維布"就是...(恕刪)


可是如果環氧樹脂調和不好或是品質較差的,然後施工差的,會造成膠沒辦法滲透到碳纖維結構中
行程只有表面內部卻無膠的情況,以前有次趕時間沒做好,膠是硬化了不過沒跟碳纖維完全結合,
造成碳纖維可以從一片硬化膠中抽出來的情況。

因為我沒在玩腳踏車所以我也不清楚5年10年的年限,不過有在用車子,車上引擎部分如果有碳纖維的話,那片碳纖比較容易脆化,有的排氣管會用碳纖當隔熱板結果久了加上外力很容易就會裂掉,基本上都是膠的問題

碳纖維用碳下去抽成碳絲,基本上是永久不會變的

真是高科技阿!!!!!連f1都跑出來了....果然這裡臥虎藏龍
碳纖會有壽命的主要原因應該是環氧樹酯(Epoxy)沒法完全包覆纖維,造成熱壓(成形)後層與層之間有孔隙,
經過長久的負重、卸載反覆之下,就會造成脫層(層與層之間脫開),也就適應力會集中在有缺陷的地方,
並且反覆的施力,最後就整層脫離啦!!
那就算碳纖維布層與層中間有分離,
但是基本上是密合的(車架是不規則狀),
單車的壓力是上向下吧,
那影響就不大吧。
像F1橫向壓力很大,
G力和衝撞力的威脅下,
碳纖維布層與層中間是否有分離就很重要。
我是這麼認為啦。
環氧樹脂屬於熱固性有機物~~在成型時~~會開環形成交鏈的立體網狀結構~~如要再進行氧化~~需要相當的高溫~~常溫下要反應氧化~~機率會較低
一般運動用品的用的碳纖~~大都是用PAN法製成(市面上85%碳纖維為此法~~其他2種為pitch系與rayon系)~~先將丙烯酸(壓克力)樹脂抽絲~~經環化~氧化~~碳化~~石墨化(3000度高溫)~~再經sizing(表面處理)收集成束形成碳纖紗束~一般溫度想要破壞或氧化碳纖幾乎是不可能的~~
運動用品發生斷裂~~如LAY UP(疊層設計)不變與後段加工無不良(超磨...)為前提下~~絕大部份的元兇~~出於環氧樹脂上~~如成型時空孔(或樹脂流量過大)~prepreg控制保存不當~成型條件控制不當....都是會造成離層(應力集中)使碳纖車架強度下降之主因~~因此~~環氧樹脂的老化~~與車架使用年限才有較大的關係(個人還是覺的空孔/離層/與後段加工不良才是殺手)...
另外~~不只是碳纖車架有使用年限~~鋁/鐵車架也有~~金屬車架也會發生疲勞而斷裂的情況~~把運動用品(或其它家用品/汽車/手機...)當做消耗品來看,5年或以上的保固年限~~已經相當夠用了
沒這麼慘吧...年限這麼短
停在外面日曬雨林的汽車, 常洗車打蠟的話, 10年還是亮晶晶!!
遊艇開個十幾年, 也不會自動氧化沉沒吧....日曬雨淋加海水耶!!!

不要跟我說遊艇的玻璃纖維. 汽車的金油和環氧樹脂都沒關係!

我問您~~您的名貴碳纖車會放在外面日曬雨淋, 甚至像遊艇一樣泡海水嗎??
如果像外面說的: 碳纖車環氧樹脂5年就完蛋, 停在漁港裡的船, 2年內就應該因為環氧樹脂老化而沉光光
不然, 還是出海被浪拍幾下就散掉了...您知道海浪的力量有多大嗎???


哈哈哈~~如果您的名貴碳纖車停在路邊曬太陽風吹雨淋....那我就沒話說了...5年是可能老化啦
http://tw.myblog.yahoo.com/abojes/ 很高興認識各位朋友^^部落格歡迎參觀!!
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