東麗開(kāi)發(fā)出可提高熱可塑CFRP強(qiáng)度的技術(shù)，改善碳

東麗開(kāi)發(fā)出了可提高碳纖維和熱可塑性樹脂復(fù)合材料（熱可塑CFRP）接合性能的技術(shù)。由此可制造出高強(qiáng)度的熱可塑CFRP。目前這種材料已經(jīng)應(yīng)用于家電產(chǎn)品的準(zhǔn)結(jié)構(gòu)部件，預(yù)計(jì)今后還能應(yīng)用于家電產(chǎn)品和汽車等領(lǐng)域。



　　運(yùn)用新技術(shù)制造的熱可塑CFRP，是令長(zhǎng)度7mm左右的碳纖維束含浸樹脂制成的“長(zhǎng)纖維母粒”。用戶把這種母粒投入射出成形機(jī)，便可以成形為所需形狀。通過(guò)在樹脂中添加碳纖維，可以獲得強(qiáng)度比樹脂單體更高的成形品（這一階段的纖維平均長(zhǎng)度為0.6～0.7mm左右）。

　　然而，當(dāng)熱可塑CFRP的基體樹脂使用聚丙烯（PP）或者聚亞苯基硫醚（PPS）時(shí)，因碳纖維和樹脂的界面接合性較差，所以存在無(wú)法獲得所期待的高強(qiáng)度的問(wèn)題。材料會(huì)沿界面剝離，在受到大的沖擊時(shí)，會(huì)只有樹脂受到破壞，所以復(fù)合材料的強(qiáng)度基本上取決于樹脂的強(qiáng)度。 內(nèi)容來(lái)自123456



　　于是東麗在碳纖維和樹脂的接合性的提高上下功夫，成功地提高了復(fù)合材料的強(qiáng)度。具體來(lái)說(shuō)，在制造母粒的階段，在碳纖維的表面涂布有機(jī)物。另一方面，在樹脂中添加可與這種有機(jī)物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的物質(zhì)，并在此基礎(chǔ)上制造長(zhǎng)纖維母粒。將這種長(zhǎng)纖維母粒射出成形時(shí)，碳纖維中的有機(jī)物和樹脂中的添加物就會(huì)相互結(jié)合，所以可以確保兩者界面的結(jié)合性能。

　　東麗認(rèn)為，應(yīng)用了新技術(shù)的熱可塑CFRP有望替代長(zhǎng)纖維母粒型的玻璃纖維強(qiáng)化樹脂（GFRP）。由于碳纖維比玻璃纖維的強(qiáng)度更高、比重更小，所以可以確保與GFRP同等的強(qiáng)度，同時(shí)還有望實(shí)現(xiàn)輕量化。比如，基體樹脂為PP時(shí)，配合重量比20%碳纖維的熱可塑CFRP的強(qiáng)度與配合重量比40～50％玻璃纖維的熱可塑GFRP相當(dāng)，而且可以減輕20～30％的重量。但結(jié)構(gòu)部件本身的材料成本，即使考慮輕量化帶來(lái)的材料用量減少因素，熱可塑GFRP的成本仍高，這樣用戶要采用熱可塑CFRP，就必須改進(jìn)包括周邊部件在內(nèi)的設(shè)計(jì)。 本文來(lái)自123



　　熱可塑CFRP的基體樹脂使用聚酰胺6（PA6）或者丙烯腈-丁二烯-苯乙烯（ABS）時(shí)，不存在上述的接合性問(wèn)題，所以東麗之前已經(jīng)推出了使用PA6和ABS的熱可塑CFRP的長(zhǎng)纖維母粒產(chǎn)品。今后還將利用新技術(shù)，在產(chǎn)品線中增加使用PP和PPS和熱可塑CFRP長(zhǎng)纖維母粒。

　　另外，東麗計(jì)劃在2012年2月15～17日舉行的“nano tech 2012（第11屆納米科技綜合展暨技術(shù)會(huì)議）”上展示新技術(shù)。

（記者：高野 敦，《日經(jīng)制造》）