熱塑性碳纖維復(fù)合材料的3個基本常識
熱塑性碳纖維復(fù)合材料被認(rèn)為是可替代熱固性碳纖維復(fù)合材料的新型材料,因為它在綜合性能上更勝一籌。不過熱塑性碳纖維可不是這么容易就能研究出來的,目前還停留在初期階段。智上新材料建議大家先了解一下熱塑性碳纖維復(fù)合材料的3個基本常識,再深入了解這個神奇的領(lǐng)域。
1、熱塑性碳纖維復(fù)合材料分為哪些類型?
熱塑性碳纖維復(fù)合材料也分為多個品類,主要有2個方向,1個方向是樹脂類,1個方向是碳纖維類的。
光是熱塑性樹脂基體就有好幾種,目前常用的有聚苯硫醚(PPS)、聚醚醚酮(PEEK)、熱塑性聚酰亞胺(TPI)等;而根據(jù)碳纖維來分,有粉末/短切碳纖維(SCF)、長切碳纖維(SCF)和連續(xù)碳纖維(CCF)這幾種。
其中聚苯硫醚(PPS)和聚醚醚酮(PEEK)的樹脂性能更強,不過對應(yīng)是加工難度的也更大,目前國內(nèi)還無法進(jìn)行大批量的碳纖維預(yù)浸料的生產(chǎn)。
碳纖維類中,連續(xù)碳纖維(CCF)的增強效果更好,有它在內(nèi)的熱塑性碳纖維復(fù)合材料的綜合性能更好,不過連續(xù)碳纖維(CCF)的加工方式多以手工完成,批量生產(chǎn)還不具備條件。
2、熱塑性碳纖維復(fù)合材料更環(huán)保么?
熱塑性碳纖維復(fù)合材料不同于熱固性碳纖維復(fù)合材料的一個最大特點,就是可以二次熱塑加工成型,這對于成品加工和材料回收再利用來說具有深遠(yuǎn)的意義。
就性能來說,熱塑性碳纖維復(fù)合材料更好,大范圍的普及,勢必對原料供應(yīng)和企業(yè)生產(chǎn)帶來巨大的壓力。碳纖維復(fù)合材料制品在加工時,容易因為溫度、壓力和時間等因素出現(xiàn)良品率下降的問題,熱塑性碳纖維制品可以通過二次加工再次成型,避免了原料的浪費,對于環(huán)保來說更好一些。
日本帝人已可以依據(jù)獨特要求,在生產(chǎn)流程中設(shè)計方案加上收購工藝流程,將沖壓模具后的熱塑性碳纖維復(fù)合材料邊角余料剁碎、注塑加工、做成再造材,用以制做成中小型商品或是在碳纖維樣品上注塑加工螺帽螺母用。這類方式能很大水平地減少原料耗損,提升熱塑性碳纖維復(fù)合材料的應(yīng)用高效率,減少綜合性成本費,進(jìn)而完成了環(huán)境保護(hù)的目地。
3、熱塑性碳纖維復(fù)合材料只能注塑生產(chǎn)?
就目前熱塑性碳纖維復(fù)合材料的生產(chǎn)加工來說,注塑生產(chǎn)是當(dāng)下比較合適的一種工藝。對比模壓成型工藝來說,注塑成型的優(yōu)勢在于自動化水平高,易于大批量生產(chǎn);同時碳纖維原料不與外部接觸,生產(chǎn)過程中不會粘上小黑點、殘渣等問題,品相更好;最重要的是機(jī)器化生產(chǎn),對于性能穩(wěn)定性、精密度來說可控性更高。
不過注塑成型工藝更適合粉末/短切碳纖維熱塑性復(fù)合材料的加工成型,長切和連續(xù)碳纖維非常容易堵住注塑口,給生產(chǎn)帶來較大的阻力。因此長切和連續(xù)碳纖維熱塑性復(fù)合材料適合用模壓成型工藝來生產(chǎn)。同時,這也限制了連續(xù)碳纖維熱塑性復(fù)合材料的產(chǎn)能。
還有一點非常重要,那就是長切/連續(xù)碳纖維熱塑性復(fù)合材料生產(chǎn)出來的制品性能更好,雖然穩(wěn)定性可控程度較低,但目前來說是較為合適的一種生產(chǎn)方式。
熱塑性碳纖維復(fù)合材料的研究每天都在進(jìn)行,距離正式的量產(chǎn)還有較大的距離。全球碳纖維材料的需求不斷提升,會吸引更多的企業(yè)和人員投身于此,相信不管是熱固性碳纖維,還是熱塑性碳纖維,它們的未來都將更加閃亮。
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