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东丽开发出可提高热可塑CFRP强度的技术,改善碳

文章出处:网络责任编辑:管理员人气:发表时间:2015-06-17【

东丽开发出了可提高碳纤维和热可塑性树脂复合材料(热可塑CFRP)接合性能的技术。由此可制造出高强度的热可塑CFRP。目前这种材料已经应用于家电产品的准结构部件,预计今后还能应用于家电产品和汽车等领域。



  运用新技术制造的热可塑CFRP,是令长度7mm左右的碳纤维束含浸树脂制成的“长纤维母粒”。用户把这种母粒投入射出成形机,便可以成形为所需形状。通过在树脂中添加碳纤维,可以获得强度比树脂单体更高的成形品(这一阶段的纤维平均长度为0.6~0.7mm左右)。

  然而,当热可塑CFRP的基体树脂使用聚丙烯(PP)或者聚亚苯基硫醚(PPS)时,因碳纤维和树脂的界面接合性较差,所以存在无法获得所期待的高强度的问题。材料会沿界面剥离,在受到大的冲击时,会只有树脂受到破坏,所以复合材料的强度基本上取决于树脂的强度。 内容来自123456



  于是东丽在碳纤维和树脂的接合性的提高上下功夫,成功地提高了复合材料的强度。具体来说,在制造母粒的阶段,在碳纤维的表面涂布有机物。另一方面,在树脂中添加可与这种有机物发生化学反应的物质,并在此基础上制造长纤维母粒。将这种长纤维母粒射出成形时,碳纤维中的有机物和树脂中的添加物就会相互结合,所以可以确保两者界面的结合性能。

  东丽认为,应用了新技术的热可塑CFRP有望替代长纤维母粒型的玻璃纤维强化树脂(GFRP)。由于碳纤维比玻璃纤维的强度更高、比重更小,所以可以确保与GFRP同等的强度,同时还有望实现轻量化。比如,基体树脂为PP时,配合重量比20%碳纤维的热可塑CFRP的强度与配合重量比40~50%玻璃纤维的热可塑GFRP相当,而且可以减轻20~30%的重量。但结构部件本身的材料成本,即使考虑轻量化带来的材料用量减少因素,热可塑GFRP的成本仍高,这样用户要采用热可塑CFRP,就必须改进包括周边部件在内的设计。 本文来自123



  热可塑CFRP的基体树脂使用聚酰胺6(PA6)或者丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)时,不存在上述的接合性问题,所以东丽之前已经推出了使用PA6和ABS的热可塑CFRP的长纤维母粒产品。今后还将利用新技术,在产品线中增加使用PP和PPS和热可塑CFRP长纤维母粒。

  另外,东丽计划在2012年2月15~17日举行的“nano tech 2012(第11届纳米科技综合展暨技术会议)”上展示新技术。

(记者:高野 敦,《日经制造》) 

 

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