连续碳纤维增强普通热塑性树脂CFRT UD-tape


发布时间:

2024-10-17

作者:

城资泰诺(山东)新材料科技有限公司

资料来源:

核心点:纤维形态为连续性碳纤维、热塑性树脂为普通塑料、碳纤维上浆剂热塑性上浆剂

连续碳纤维增强热塑性树脂复合材料CFRT存在两大技术难题:一是连续碳纤维与热塑性树脂之间难以熔融;二是选用的树脂为特种塑料或工程塑料,价格偏高且不具备广泛推广的现象

碳纤维有多种形态,主要包括碳纤维原丝碳纤维布碳纤维预浸料短切碳纤维。碳纤维原丝的直径非常小,大约只有头发丝的1/20左右,但其强度非常高。碳纤维原丝可以组合构成碳纤维丝束,丝束规格分为大丝束和小丝束,例如1K、3K、6K、12K、24K和48K等,K代表千,一簇碳纤维丝束可以包含成千上万根的碳纤维原丝。

碳纤维上胶(桨)剂(sizing agent far carbon fibe)是指碳纤维经表面处理后进行的上胶剂处理,又称碳纤维上浆剂。其作用是保护碳纤维表面处理(特别是臭氧处理或等离子体处 理)后产生的表面活性,有利于改善与树脂母体的豁合力及后 加工性能,防止毛丝的产生。目前碳纤维的上胶剂的种类有聚酞胺类和环氧树脂类等。碳纤维热塑性上浆剂为我司联合高校共同突破的一项新工艺新技术。

工业上根据塑料的用途可分为通用塑料、工程塑料、特种工程塑料。

通用塑料:一般指产量大、用途广、成型性好、价格较低的常用塑料。如聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等。

工程塑料:一般指具有良好的物理机械强度,在高、低温度下仍能保持良好的力学能、电性能、化学性能及耐磨性、耐热性和尺寸稳定性等特点。它可替代传统金属材料作为工程上的结构材料。如ABS、聚碳酸酯、尼龙、聚甲醛、改性聚苯醚、热塑性聚酯等。

特种工程塑料:指具有工程塑料的特性外,其综合性能更高,长期使用温度在150摄氏度以上。还具有特殊的功能和特殊的用途。如氟塑料、硅树脂、聚醚亚胺、聚醚醚酮、液晶聚合物等。

连续性碳纤维与普通塑料通过熔融浸渍工艺复合而成的CFRT UD-tape在增强领域将带来颠覆,不仅在性能上远超传统的连续玻纤增强热塑性复合材料(CFRT),而且重量将更轻,进一步的拓展了CFRT的应用

连续碳纤维增强热塑性树脂复合材料CFRT)拉伸模量很高,已经超过铝合金材料,可完全代替铝合金材质的汽车保险杠,相同的规格尺寸,CFRT材料预计减重一半以上。另外由于热塑性树脂加热融化冷却凝固的物理特性,在模压领域比热固性产品在成型效率上有很大的提升,预计生产效率能提升60倍以上,大大降低了传统碳纤维模压制品的生产成本。

总之,连续碳纤维增强热塑性树脂复合材料CFRT)作为复合材料的新宠,正在积极的拓展应用,在未来不久将在众多领域有不可替代的应用。

关键词:

预浸带,up-tapes