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科技前沿

东丽开发出混合了异种纤维,耐冲击性翻倍的CFRP
来源:日经技术在线  2016-01-22 17:25:00
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原文:http://www.chinacompositesexpo.com/cn/news.php?show=detail&c_id=288&news_id=2588

  东丽2016年1月20日宣布,开发出了耐冲击性更强的射出成型用碳纤维增强热塑性树脂基复合材料(CFRTP)。新材料在添加碳纤维(CF)之外还混合了有机纤维(异种纤维),保持了原有的强度及刚性。其母材为聚丙烯(PP),成型品的耐冲击性达到该公司以往产品的2倍以上。东丽对该材料在汽车轻量化领域的应用前景尤为看好,目标是两年内投入实用。

  开发品在添加CF的同时又混合了比CF柔软的有机纤维。该有机纤维与CF相比,在成型后纤维仍会以较长的状态保留下来,因此具有碰撞时抑制裂纹发展、提高耐冲击性的效果。对于以PP为母材、按重量比例掺入10%CF及4%有机纤维的开发品,异种纤维的平均长度在2.5mm左右,达到CF平均长度(1mm左右)的2倍以上。另外,采用聚碳酸酯(PC)或聚苯硫醚(PPS)作为母材,配合有机纤维时,耐冲击性也可达到原来的1.5倍以上。

  东丽一直在提供以PP、PC、PPS等热可塑性树脂为母材的射出成型用长纤维颗粒“TLP”(Toray Long carbon fiber reinforced Pellet)。一般来说,树脂中的CF越长,CFRTP的耐冲击性就越高,而TLP的CF长度虽然在颗粒状态下与颗粒长度同为7mm左右,但在混揉成型过程中会随着折损而变短,因此在耐冲击性的提高方面存在极限。而要想提高耐冲击性,广为人知的一种方法是添加弹性体,但这种方法存在低温下韧性下降,不能保持耐冲击性,以及持续加载负荷时容易变形(蠕变)的问题。

成型品的电子显微镜照片
异种纤维的平均长度达到碳素纤维的2倍以上。耐冲击性提高。

  射出成型的长纤维CFRTP与短纤维CFRTP相比耐冲击性更高,而混合有异种纤维的开发品(混合物)拥有长纤维CFRTP两倍的耐冲击性。

  开发品由于不添加弹性体,因此低温下也可保持耐冲击性,并且蠕变特性也很出色。东丽此次并未公开使用的有机纤维的种类及规格(粗细及截面形状等),但据介绍,要根据母材树脂以及要求的耐冲击性,区分使用不同种类及规格的有机纤维。今后,该公司将以实用化为目标确立量产化技术,作为TLP的新产品推出。另外,该公司将在“日本第15届纳米技术综合展暨技术会议”(2016年1月27~29日于东京有明国际会展中心举行)上展出此次的开发品
 

文章来源:http://www.chinacompositesexpo.com/cn/news.php?show=detail&c_id=288&news_id=2588