碳纤维鱼竿使用纳米纤维增韧膜层间铺贴用于提升断裂负载

复合材料树脂基韧性增强

发布日期：2020-07-09 作者：大连义邦科技浏览数：18332

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碳纤维鱼竿具有较好的韧性和弹性，碳纤维高模量，高强度，低密度的特性适合用来做鱼竿，质量更轻并且刚度更大，因此受到体育竞技者的青睐。

碳纤维鱼竿的模量和强度是一个要点参数。 模量越大，就是表示需要更大的力才能把它抻长，东西就越硬。越硬的东西越能有效的传递震动，模量越大的碳纤维，做出杆子越敏感，模量对应敏感。

强度对应韧性，需要用多大的力量将鱼竿掰断，这个数越大，就意味着鱼杆拉鱼时能承受的力量越大，也就是越结实。

日本的东丽——Toray，它的碳纤产品商标是东丽卡—Torayca。碳纤维按不同应用需要，产品线分为以强度为主的T系列和以模量为主的M系列。其中24 T的模量等级对应T700，30T的模量等级对应T800，40T的模量等级对应M40，60T的模量等级对应M60，并依次类推。

尤其在研制轻量化高碳纤维鱼竿时，如40T，46T均具有较高的比模量，但韧性不足，国外有多种案例通过使用Xantu. Layr纳米纤维增韧膜提高树脂基碳纤维鱼竿的韧性，提升断裂负载，也就是说用同样的鱼竿在增加纳米纤维膜之后，可以钓更大的鱼。 

如何设计轻量化强度更高更具韧性的的鱼竿，以Kilwell鱼竿为例，新西兰高品质钓鱼竿生产商，在高端飞杆鱼竿中使用的碳纤维树脂纳米增韧材料带来了产品的突破创新。

Kilwell率先采用Revolution Fibres生产的Xantu. Layr纳米纤维增韧膜，将纳米树脂与Xantu. Layr纳米纤维膜铺贴结合在一根钓鱼竿坯料中。纤维膜层与纳米树脂和碳纤维结合一体，形成杆坯，其弯曲起重能力显着增加，因纳米膜孔隙率高，仅为8um后，所以总重量没有增加，提高树脂韧性并提高抗冲击性，达到了提升断裂负载的目的。

纳米纤维增韧膜铺贴简便，只需与预浸料贴合即与预浸料合二为一，然后即可进行鱼竿的卷管工艺生产。国际知名预浸料生产商如Hexel、Cytec、GMS等都已经将纳米纤维膜加入到生产工序并实现批产。 

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碳纤维鱼竿使用纳米纤维增韧膜层间铺贴用于提升断裂负载测试视频

航空新材料的视频

在上述视频中，对鱼竿的断裂负载进行了测试，未使用Xantu. Layr鱼竿的断裂负载为700g，增加Xantu. Layr后断裂负载提升到1350g。断裂负载为原来的2倍，增加了鱼竿各部位的一致性， 越细的配节韧性增强越明显，Kilwell 通过实验发现使用Xantu. Layr后鱼竿的弯曲模量和断裂负载都有不同程度的提升，1号配节效果尤为明显。 

Kilwell鱼竿因为使用了Xantu使鱼杆变得更加轻韧，便可反常规设计了粗大的握柄，易握减轻疲劳，在捕捉过程中，容易精准定位，在鱼竿末端较少的弯曲有利于更好的控制尖端，使线圈更紧，减少返回捕捉和溜鱼的时间。

碳纤维环氧树脂基材料的抗冲击性、断裂韧性和分层强度通常较差，特别是当使用脆性热固性树脂时。环氧树脂的断裂伸长率只有4%，在解决刚性的同时需要改善树脂的韧性，例如增韧颗粒和聚合物膜。但是传统的增韧系统在增韧的同时会牺牲复合材料的物理或者机械性能。 鉴于此，我们推荐第三代复合材料增韧产品纳米纤维膜，纳米纤维膜Xantu. Layr为新西兰Revolution Fibres研发并生产，原材料为PA66，与环氧树脂相比具有较高的断裂伸长率（30%），也就是说纳米纤维膜可以承受更大的形变，进而改善断裂负载。

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