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热塑性碳纤维新材料的研发与落地

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碳纤维复合材料 2021-02-24 09:12

先进复合材料的价值在“工业强国”路线中得到了越来越多的重视,国内的碳纤维复合材料应用却处于“瓶颈”期,绝大部分产品仍以热固性树脂基碳纤维为主,无论是材料研发还是市场应用好像都在往一个死胡同里走。究其所以,国内大多数碳纤维零部件制造企业往往不具备新材料的研发能力,而掌握新材料技术力量的研究部门到零部件的实际应用之间存在“空档”。因此,目前国内的碳纤维复合材料零部件产品材料单一,应用广度和深度都受到了极大的制约。

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热塑性碳纤维板

在深耕数年之后,国内碳纤维零部件制造商无锡智上新材料近日宣布推出新型碳纤维增强复合材料——热塑性树脂基产品系列,旨在满足对静态或动态系统强度有很高要求的精密设备零部件能够在温度较高或磨损度较大的工作环境中长期使用。

据了解,该系列新产品包括PPS、PA6、PEEK等不同的树脂体系,连续碳纤维含量占比30%-50%,以连续单向碳纤维和编织碳纤维两种增强形式为主。这种新型碳纤维复合材料兼具碳纤维及高端工程塑料两种材料的长处,充分体现了PEEK等树脂出色的耐磨性、耐高温性及韧性,同时保持了碳纤维的高强度低重量、抗疲劳性、低蠕变性和耐化学腐蚀性,可满足航空航天、军工装备及智能化工业机械设备对一些特殊零部件更为严格的应用要求。

热塑性碳纤维单向预浸带

针对此项开发,无锡智上新材的创始人及技术负责人杨正介绍道:“我们在与市场对接的过程中发现,采用传统热固性树脂基的碳纤维复合材料已经无法满足专业市场的多元化需求,高端应用市场急需一种在更高温度下仍能保持更出色的强度和抗疲劳性的产品,热塑性树脂基碳纤维复合材料在性能上能够满足这些要求。但是,热塑性树脂与碳纤维之间的充分浸润问题是量产化的最大阻碍,为此,我们先后制定了数十种解决方案。最终,通过一种独特的改性处理和成型工艺,得以在业界取得领先的地位。”

在现有单向连续碳纤维/编织碳纤维增强热塑性复合材料基础上,无锡智上新材实现了热塑性碳纤维复合材料板材的批量化制造,并能够为客户来图定制不同类型的零部件产品。其中,PEEK树脂基体类产品可承受温度超过300℃,大部分产品均具有良好的耐高温机械性能,是传统金属和非熔融加工高温塑料的理想替代品。

热塑性碳纤维零部件

碳纤维复合材料与热塑性树脂的结合并非创新之举,以短切碳纤维为增强体,通过注塑这类速度快、人工介入少的工艺制作出的热塑性碳纤维零部件早就不鲜见了。但是这种增强方式无法充分发挥出碳纤维的材料优势,也无法保证零部件具备足够的载荷能力。

此次,连续碳纤维增强的热塑性复合材料产品的成功推出,表明碳纤维复合材料的市场还有巨大的发展空间有待挖掘,而无锡智上新材这类具备复合材料研发能力的零部件制造商将成为碳纤维复合材料深入应用的主要推动者。

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