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1月20日,東麗宣布開(kāi)發(fā)出了耐沖擊性更強(qiáng)的射出成型用碳纖維增強(qiáng)熱塑性樹(shù)脂基復(fù)合材料(CFRTP)。東麗對(duì)該材料在汽車輕量化領(lǐng)域的應(yīng)用前景尤為看好,目標(biāo)是兩年內(nèi)投入實(shí)用。
碳纖維增強(qiáng)熱塑性樹(shù)脂基復(fù)合材料開(kāi)發(fā)成功
新材料在添加碳纖維(CF)之外還混合了有機(jī)纖維(異種纖維),保持了原有的強(qiáng)度及剛性。其母材為聚丙烯(PP),成型品的耐沖擊性達(dá)到該公司以往產(chǎn)品的 2倍以上。
開(kāi)發(fā)品在添加CF的同時(shí)又混合了比CF柔軟的有機(jī)纖維。該有機(jī)纖維與CF相比,在成型后纖維仍會(huì)以較長(zhǎng)的狀態(tài)保留下來(lái),因此具有碰撞時(shí)抑制裂紋發(fā)展、提高耐沖擊性的效果。對(duì)于以PP為母材、按重量比例摻入10%CF及4%有機(jī)纖維的開(kāi)發(fā)品,異種纖維的平均長(zhǎng)度在2.5mm左右,達(dá)到CF平均長(zhǎng)度 (1mm左右)的2倍以上。另外,采用聚碳酸酯(PC)或聚苯硫醚(PPS)作為母材,配合有機(jī)纖維時(shí),耐沖擊性也可達(dá)到原來(lái)的1.5倍以上。
東麗一直在提供以PP、PC、PPS等熱可塑性樹(shù)脂為母材的射出成型用長(zhǎng)纖維顆粒“TLP”(Toray Long carbon fiber reinforced Pellet)。一般來(lái)說(shuō),樹(shù)脂中的CF越長(zhǎng),CFRTP的耐沖擊性就越高,而TLP的CF長(zhǎng)度雖然在顆粒狀態(tài)下與顆粒長(zhǎng)度同為7mm左右,但在混揉成型過(guò)程中會(huì)隨著折損而變短,因此在耐沖擊性的提高方面存在極限。而要想提高耐沖擊性,廣為人知的一種方法是添加彈性體,但這種方法存在低溫下韌性下降,不能保持耐沖擊性,以及持續(xù)加載負(fù)荷時(shí)容易變形(蠕變)的問(wèn)題。
開(kāi)發(fā)品由于不添加彈性體,因此低溫下也可保持耐沖擊性,并且蠕變特性也很出色。東麗此次并未公開(kāi)使用的有機(jī)纖維的種類及規(guī)格(粗細(xì)及截面形狀等),但據(jù)介紹,要根據(jù)母材樹(shù)脂以及要求的耐沖擊性,區(qū)分使用不同種類及規(guī)格的有機(jī)纖維。
今后,該公司將以實(shí)用化為目標(biāo)確立量產(chǎn)化技術(shù),作為TLP的新產(chǎn)品推出。另外,該公司將在“日本第15屆納米技術(shù)綜合展暨技術(shù)會(huì)議”(2016年1月27~29日于東京有明國(guó)際會(huì)展中心舉行)上展出此次的開(kāi)發(fā)品。