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热塑性碳纤维复合材料,国内外差距有多大?
来源:www.gshaoshi.com 发布时间:2020/4/14 11:39:39
热塑性碳纤维复合材料,国内外差距有多大?

由于环境污染和资源回收再利用问题引发了全球范围的重视,已得到广泛应用的碳纤维热固性树脂基复合材料也在一定程度上受到了冲击。韧性、耐湿、耐腐蚀性好,损伤容限比较高,易成型,特别是可以二次加工,能够回收再利用的碳纤维增强热塑性复合材料随之得到了业内的青睐。


根据热塑性树脂基体的不同,碳纤维增强热塑性复合材料主要分为三大类:碳纤维增强特种工程塑料、碳纤维增强工程塑料、碳纤维增强通用塑料。其中,特种工程塑料与工程塑料及通用塑料相比,拥有更优越的力学强度,其耐热及耐腐蚀等特性表现更好,可以应用于航空军工、汽车制造、高端工业等领域。


欧、美、日等发达国家在此领域明显处于领先地位,研究和开发比较多的特种工程塑料有PEEK、PPS、PI、PEKK、PSF、PES、PPSU等。相比而言,我国目前还以增强工程塑料或通用塑料为主,如PP等,在以特种工程塑料为基体的增强型复合材料方面发展相对滞后,对连续碳纤维增强特种工程塑料的应用更是少之又少,大多数仍处于研发阶段。


以碳纤维增强热塑性预浸带为例,碳纤维增强工程塑料UDTP,其强度超过超高强度钢(拉伸强度≥1620MPa)至少一半,碳纤维赋予了热塑性树脂基体以极高的拉伸强度和弹性模量,这种预浸带的制备是连续碳纤维增强热塑性复材制品量产化的基础。


但是,碳纤维增强热塑性复合材料炭纤维预浸料的制备涉及机械设计、制造、高分子材料加工、改性及复合材料制备等多方面的技术知识,多个领域的跨越与融合成为限定碳纤维增强热塑性高端复合材料应用和发展的主要瓶颈。


从全球范围看,碳纤维增强热塑性复合材料的研发和应用已经起步,但是少数发达国家与大多数发展中国家之间的差距依然很大。目前,有关碳纤维增强热塑性复合材料的制备及铺放技术主要掌握在美、德、荷、日等发达国家手中,尤其是被日本帝人、美国赫氏和杜邦、德国赢创、荷兰帝斯曼、法国阿柯玛、比利时苏威等国际化工材料巨头所垄断。


并且,发达国家在相关的预浸料及制品制造技术方面已经逐步实现量产化,而国内仅有少数几个企业涉足,大型的龙头型企业的关注点仍在碳纤维原丝的生产方面,至于下游的应用,尚未得到细化和深入。