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为何把高性能碳纤维热塑作为新方向

作者:小智 时间:2020-07-23 09:35:01 浏览:115
摘要:以市场为导向,以经验为基础,通过对新技术、新产品、新工艺的不断推陈出新,实现传统复合材料企业转型升级的思路,也许正是碳纤维复合材料应用创新实践最具现实意义的案例。...

轻量化和高性能化是全球复合材料发展的共同方向,这也是碳纤维复合材料应用的发展目标。如何创新性地使用碳纤维复合材料,如何在实践中充分地发挥各组分材料各自的优势,并获得各组分材料所不具备的优越性能,这是新材料科学领域对碳纤维复合材料提出的终极命题。近来,我们无锡智上新材料科技有限公司在碳纤维复材的创新实践中又有了新的动作——在热固性碳纤维复材较为成熟的基础上又投入大量资金和力量转攻高性能碳纤维增强热塑性复材。为什么要把高性能碳纤维热塑性复合材料作为企业的转型方向呢?这首先要探讨一下有关碳纤维复材应用的几个话题。

市场的真实需求:高性能or规模化?

业内有观点认为,之前的碳纤维复合材料主要应用于航天航空领域,以人工操作为主,如果要向大规模、工程化方向发展,就必须解决批量化生产制造的问题。我们无锡智上新材的企业负责人杨总对此却不完全认同,“批量化制造的确是复合材料行业发展的大趋势,但是并不是碳纤维复材应用的主要障碍,最起码不能说是所有品类碳纤维复材的主要发展问题”,他说,“航空、汽车领域等对碳纤维复材所提出的批量化要求主要是基于生产效率和制造成本考虑,而其它更多领域看重的是碳纤维复材能否给它带来它所需要的高性能”。

他说,在无锡智上新材推出碳纤维增强peek复合材料产品时就考虑过,如果使用粉末碳纤维或者短切碳纤维增强的方式,无论是成本价格还是制造技术都没有什么压力,但是和连续性碳纤维增强peek相比,无论是粉末碳纤维还是短切碳纤维增强都不能保证最好的产品性能,也就不能满足应用对象对碳纤维复材所期望的需求。虽然市场用量很小,但是要做就要做最好的,只有这种高性能才能真正凸显出碳纤维材料的价值所在。在此情况下,高性能化比规模化更重要。

使用连续性碳纤维增强peek复合材料制作而成的骨外科固定器、瞄准器、支架等产品时,与粉末或短切碳纤维增强peek产品在性能方面差异明显,特别是在高频率使用情况下,后者更容易产生孔位偏移等问题,而前者的性能表现更加稳定。

环保性:碳纤维复材迟早要面对的问题

当“绿色环保”、“低碳经济”和“可持续发展”等社会要求逐渐成为制造行业扩张的“紧箍咒”时,碳纤维复合材料行业也不得不开始重视原材料、生产工艺和产品在全生命周期内对自然环境的影响。碳纤维复合材料所采用的树脂基体不同,普通的热固性碳纤维复合材料的成型是一次性的,相比之下,热塑性碳纤维复合材料因为采用的是热塑性树脂,从而具有先天的优势,只要重新加热到一定的温度就能实现循环利用。

“虽然再生性利用并不是碳纤维复材在目前应用中的关键词,也并不能对我们当下的市场推广产生实质性的影响,但是,可回收、循环使用必然是复合材料行业技术进步和创新未来的一个发展方向”,杨总说,“随着不可再生资源的不断消耗,环境、能源问题日益突出,热塑性碳纤维所具备的循环利用性在复合材料领域中的优势性也将日渐凸显。”

虽然国内对热塑性碳纤维增强复合材料的认识还没有达到国际市场的水平,但是在某些领域已经显现出迫切的需求。我们无锡智上新材没有拘泥于尼龙、pps等低端热塑性复合材料,而是直奔peek、PI等高端热塑性碳纤维复合材料的方向而去,就是要以市场为导向,以经验为基础,通过对新技术、新产品、新工艺的不断推陈出新,实现对传统复合材料企业转型升级。

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