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碳纤维压榨技术

2026-09-01

碳纤维压榨技术

技术简介

压榨技术是碳纤维湿法成型的重要脱水及结构调控工艺。通过机械压力排出湿纸页中的水分,同时改变纤维之间的接触状态和材料内部结构,从而对厚度、密度、孔隙率、机械强度及导电性能产生影响。

在部分高性能碳纤维材料生产中,还会进一步采用热压工艺,通过温度与压力的协同作用提高纤维网络稳定性。

压榨原理

湿纸页进入压榨区域后,在机械压力作用下,纤维网络受到压缩,孔隙中的水分被挤出,纸页含水率逐渐降低。

如果加入热塑性或热固性粘结材料,后续热压过程中还可以通过升温使粘结材料发生软化、流动或固化,从而增强纤维之间的结合。

关键工艺参数

压榨过程主要控制压力、压榨时间、温度、纸页初始含水率及压后厚度。压力提高通常有利于降低材料厚度并增加纤维之间的接触,但压力过大也可能使材料内部孔隙减少,从而影响气体传输和液体排出。

因此,实际工艺需要根据产品用途选择合适的压榨程度,并通过压力、温度及时间的协同控制实现材料结构优化。

性能调控

对于燃料电池气体扩散层等应用,材料既需要具有较高的机械强度,又需要保持足够的孔隙率、透气率和导电性能。因此,压榨及热压过程需要在材料致密化和孔隙保持之间取得平衡。

应用领域

压榨技术可应用于碳纤维纸、燃料电池气体扩散层、导电纸、碳纤维非织造材料及其他多孔碳基功能材料。

学术依据

Ouyang J. et al., “Preparation and optimization of carbon fiber paper for fuel cell applications: Effect of dispersants, pulp and hot-pressing parameters”, Polymer Testing, 2026, 154, 109072。

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