2011-1-11 來(lái)源:中國(guó)聚合物網(wǎng)
關(guān)鍵詞：碳纖維強(qiáng)化樹(shù)脂 日本東麗
日本東麗新開(kāi)發(fā)出了力學(xué)特性和成形性優(yōu)良的碳纖維強(qiáng)化樹(shù)脂。該樹(shù)脂是由長(zhǎng)度為數(shù)mm左右的短纖維和熱可塑性樹(shù)脂組合而成，除實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)有碳纖維強(qiáng)化樹(shù)脂所沒(méi)有的力學(xué)特性之外，還具有各向同性。今后，作為飛機(jī)和汽車(chē)等的輕量化材料，該公司將推進(jìn)其成形技術(shù)、接合技術(shù)及再循環(huán)技術(shù)等的研究開(kāi)發(fā)。
該公司把新材料稱為“Cut Fiber Composite”。將隨機(jī)配置的長(zhǎng)數(shù)mm左右的短纖維用熱可塑性樹(shù)脂固化后，制成中間基材——塑性片材。在按照所需形狀切割、層疊后加壓成型。由于中間基材本身具有各向同性，因此，無(wú)需設(shè)計(jì)層疊方向，也無(wú)需考慮積層方向計(jì)劃。塑性片材可組合成厚0.1～數(shù)mm的形態(tài)。通過(guò)調(diào)整局部的片層厚度和層疊數(shù)量等，可以自由制造形狀和強(qiáng)度分布各異的成形產(chǎn)品。基體樹(shù)脂可按照用途從聚丙烯（PP）、聚酰胺（PA）、聚亞苯基硫醚（PPS）等材料中選擇。據(jù)稱，與過(guò)去使用熱硬化性樹(shù)脂基體的碳纖維強(qiáng)化樹(shù)脂預(yù)浸材相比，這種塑性片材中碳纖維的使用量可減少到一半以下，可以實(shí)現(xiàn)與飛機(jī)用材料同等的比彎曲強(qiáng)度和比彎曲剛性。
過(guò)去，在制作塑性片材和在射出成形等中隨機(jī)配置短纖維時(shí)，曾經(jīng)出現(xiàn)過(guò)實(shí)際成形產(chǎn)品的強(qiáng)度大幅低于理論值及產(chǎn)生各向異性的情況。新材料通過(guò)“全球首次”（該公司）采用不連續(xù)纖維復(fù)合材料的強(qiáng)度仿真，改進(jìn)了成形工藝，成功使強(qiáng)度達(dá)到了理論值的90％并且具有各向同性。
塑性片材加壓成形的周期不到1分鐘。對(duì)使用熱硬化性樹(shù)脂基體的碳纖維強(qiáng)化樹(shù)脂預(yù)浸材及金屬加壓成形較為困難的凸緣、凹凸、旋壓等復(fù)雜形狀也可以高速成形。并且，因其基體使用熱可塑性樹(shù)脂，可以使用熱焊接等量產(chǎn)性優(yōu)良的加工方法，再利用也比較容易。
新材料是日本新能源產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合技術(shù)開(kāi)發(fā)機(jī)構(gòu)（NEDO）的委托業(yè)務(wù)“可持續(xù)發(fā)展高級(jí)復(fù)合材料技術(shù)的開(kāi)發(fā)”（項(xiàng)目帶頭人為日本東京大學(xué)，研究期間為2008～2012年）的開(kāi)發(fā)成果。成形技術(shù)是與日本高木精工，強(qiáng)度仿真是與日本東北大學(xué)合作開(kāi)發(fā)的。