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科技前沿

可操作性和刚性与热固性材料相当的热塑性预浸材
来源:日经技术在线  2016-07-18 10:20:58
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原文:http://www.chinacompositesexpo.com/cn/news.php?show=detail&c_id=288&news_id=3393

  新日铁住金材料公司2016年7月12日宣布,开发出了使用原位聚合(固化)型苯氧基树脂的碳纤维热塑性预浸材“NS-TEPreg”(如图)。这种材料的特点是,既保留了热塑性碳纤维增强树脂基复合材料(CFRTP)的优点——优秀的耐冲击性和二次加工性,还同时兼具热固性CFRP的优点——可操作性和高刚性。该公司将面向汽车等领域销售这种新产品。

  新材料使用的苯氧基树脂与一般的环氧树脂一样,在未固化的状态下呈液态,固化后会表现出热塑性。在开发这种树脂的同时,该公司还开发了将其固化反应控制在半固化状态的技术,实现了半固化状的热塑性预浸材。成型可以直接沿用热固性CFRP成型中通常使用的设备。

  将这种预浸材成型后的CFRTP具有右表中的特性。与过去使用热塑性预浸材的CFRTP相比,这种材料与碳纤维和树脂的粘着力强,因此强度和弹性与热固性CFRP相当。而且,新型预浸材使用的苯氧基树脂的韧性好,因此与一般的热固性CFRP相比,成型品的层间强度更大,更不易分离,因而提高了CFRTP的耐冲击性能。而且,这种材料还有一个优点,那就是虽然是热塑性树脂,但具有良好的耐水性,不容易因为吸湿而发生尺寸变化和性能下降。

  一般的热固性CFRP用预浸材呈现具有粘着性和柔软性的半固化状态,比较容易加工。但其成型品,即热固性CFRP虽然具有良好的强度和刚性,但加热也不会变形,所以在二次加工便利性、量产性以及耐冲击性方面存在课题。另一方面,CFRTP用预浸材则是不具备粘着性和柔软性的完全固化状态,很难加工。虽然制成成型品的CFRTP具有良好的耐冲击性,加热后会变软,容易进行二次加工,但强度和刚性低于热固性CFRP。因此需要开发出一种既具备良好的可操作性,在制成CFRTP后具备与热固性CFRP一样优秀的强度和刚性,并且具备耐冲击性和二次加工性的热塑性预浸材。

  此次开发的预浸材使用的碳纤维是新日铁住金材料的子公司——日本石墨纤维公司(总部:兵库县姫路市)制造的沥青基碳纤维“GRANOC”。沥青基碳纤维与使用丙烯纤维作为原料的聚丙烯腈(PAN)基碳纤维相比,具有刚性高、导热性好、热膨胀少、减振性强等特点。凭借良好的刚性和减振性,主要被用于机械臂和航天设备的结构件等。除此之外,新产品还具有良好的散热性,能有效解决电子产品、设备零部件等的散热问题
 

文章来源:http://www.chinacompositesexpo.com/cn/news.php?show=detail&c_id=288&news_id=3393