國內熱塑性(xìng)複合材料市場巨大
作者:蘇州(zhōu)www.91(ēn)發布時間:2021-08-30瀏覽量: 717
隨著對材(cái)料的不斷探索,熱塑性複合材料市場需求增長迅猛,美國複合材料製造者協會ACMA為此專門成立了一個(gè)複合材料增長組,目的(de)就是向終端用戶和熱固性複合材料製造商大力推廣和宣傳熱塑性複合材(cái)料,以此來讓熱塑性複合材料擁有更多的市場。在國外掀起熱塑複合材料的潮流之際,國內市場高性能熱塑性(xìng)複(fù)合材料的應用卻還處於“波瀾不驚”的(de)狀態,無論是製造商還是客戶,似乎都還沒有正式進入狀態。
不過,隨著熱固性碳纖維複合材料的競爭趨於白熾(chì)化,一些製造(zào)商意識到了熱塑複合材料的巨大市場,特別是其可回收特性符合當今“保護環境,綠(lǜ)色發展的理念”。紛紛開始嚐試用熱(rè)塑性複合材料來製造,想通過熱塑性複合材料打破發展瓶頸。挪(nuó)恩複材在熱固性碳纖維開發的基礎上率(lǜ)先進入高性能(néng)熱塑性碳纖維開發的行(háng)列,高(gāo)性能熱塑性碳纖(xiān)維複材也由此引發了業(yè)界的關注。
高性能碳(tàn)纖維增強複合材料采(cǎi)用(yòng)的樹脂基體(tǐ)在耐熱(rè)性和機(jī)械強度方(fāng)麵都展示出普通熱固性樹脂難(nán)以比擬(nǐ)的性能(néng)優(yōu)勢。例如在(zài)航天、航空領域中使用的熱塑性碳纖維複合材料,其樹脂基體的Tg值須大於177,在機械強度方麵(miàn),通常要求抗拉強度大於70MPa,抗張模量(liàng)大(dà)2GPa,個別(bié)情況下要(yào)求能分別達到100 MPa和3GPa,另外,材料良好的(de)韌性決定了更好的損傷容限和更輕的結構,這對於飛機控製表麵和機身之類的(de)薄型結構來說特別重要(yào)。在此情況下,隻有高性能熱塑性碳纖維複材才能完成這樣的使命。
不僅在材料本身的性能方麵有更大的優勢,熱塑性碳纖維複材通過熔融實現重塑的特點,也使其與熱固(gù)性碳(tàn)纖維複材產生了差異:首先,熱固性碳纖維複合材料需要用緊固件或者膠粘結的方式實現部件之(zhī)間或(huò)者與其它金屬件的連接,熱塑性部件卻能直接焊接在(zài)一起,省去了緊固件的重量和(hé)成本,這(zhè)為碳纖維實(shí)現輕量(liàng)化增加了有力的砝碼;其次隻要熔融就可以重塑使複合材料的循環利用成為可能,雖然還沒有批量回收再利用的案例,但是熱(rè)塑性複合材料的再生性具備一定的理論基礎。例如,對熱塑性聚(jù)酰胺複合材料的再生粒料性能進行了測量,把它們與新生等同物進行比較,發現它們仍然具有85%的原始內在性能,這為如何綠色環保地利用碳纖維複(fù)合材料提供了新思路;再者,這種固化方式能夠在相對更短的周期時間裏生產(chǎn)出厚而複雜的製(zhì)件,使熱塑性(xìng)碳纖維(wéi)增強複合材料比熱固性的(de)生產效率提高(gāo)了許多倍。
目前國內熱塑性複合材料的發展有兩頭“攔路虎”,一是技術,二是成本。據www.91複材研發人員介紹(shào),熱固(gù)性樹脂在固化前可以比較容易地轉變為低粘度狀態,浸漬纖維(wéi)不那麽困難。而高端熱塑性複合材料不一(yī)樣,高性能熱塑性樹脂本身具更高(gāo)的(de)基體粘度(dù),材料的流動性不會象某些低粘度樹(shù)脂那樣好。可(kě)以說,大多數的高(gāo)性能(néng)塑性樹脂都是難溶難融甚至不溶(róng)不融的,這就給(gěi)複(fù)合材料的樹脂(zhī)浸漬和成型(xíng)加工帶來了挑戰。而且,加工溫度(dù)越高,在(zài)生產過程中樹(shù)脂越容易(yì)熱氧化或降(jiàng)解(jiě)。因此,熱塑性樹脂的高粘度成為其成(chéng)型最大的困難,這對生產設備也提出了更高的要求。
從成本來說,“產品(pǐn)專為耐受高溫或者其(qí)它(tā)特定性能而(ér)開發,技術研發上的投入比傳統熱固(gù)性體係要多很多”,據(jù)www.91複材研發人員透露,“高性能熱塑性樹脂基體價格更昂貴,例如我(wǒ)們采用的PEEK、PI樹脂等,這都是普通熱固性樹脂(zhī)價格的許多倍,再加上碳纖維材料,成本方麵就比較驚人了。”道路是坎坷的,但是www.91複材依舊會不斷地投入研發,如今挪(nuó)恩複材積累了大量的經驗,不僅可以生產熱塑性複合材料製品,而且成為國內為數不多的預浸帶生產廠家。這不僅是一個公(gōng)司的進步,也是國內(nèi)複合材料領域的突破。希望在今後國內廠家(jiā)的共同努力下,國內複合材料技術可以位(wèi)列(liè)國際(jì)第一梯(tī)隊。
不過,隨著熱固性碳纖維複合材料的競爭趨於白熾(chì)化,一些製造(zào)商意識到了熱塑複合材料的巨大市場,特別是其可回收特性符合當今“保護環境,綠(lǜ)色發展的理念”。紛紛開始嚐試用熱(rè)塑性複合材料來製造,想通過熱塑性複合材料打破發展瓶頸。挪(nuó)恩複材在熱固性碳纖維開發的基礎上率(lǜ)先進入高性能(néng)熱塑性碳纖維開發的行(háng)列,高(gāo)性能熱塑性碳纖(xiān)維複材也由此引發了業(yè)界的關注。
高性能碳(tàn)纖維增強複合材料采(cǎi)用(yòng)的樹脂基體(tǐ)在耐熱(rè)性和機(jī)械強度方(fāng)麵都展示出普通熱固性樹脂難(nán)以比擬(nǐ)的性能(néng)優(yōu)勢。例如在(zài)航天、航空領域中使用的熱塑性碳纖維複合材料,其樹脂基體的Tg值須大於177,在機械強度方麵(miàn),通常要求抗拉強度大於70MPa,抗張模量(liàng)大(dà)2GPa,個別(bié)情況下要(yào)求能分別達到100 MPa和3GPa,另外,材料良好的(de)韌性決定了更好的損傷容限和更輕的結構,這對於飛機控製表麵和機身之類的(de)薄型結構來說特別重要(yào)。在此情況下,隻有高性能熱塑性碳纖維複材才能完成這樣的使命。
不僅在材料本身的性能方麵有更大的優勢,熱塑性碳纖維複材通過熔融實現重塑的特點,也使其與熱固(gù)性碳(tàn)纖維複材產生了差異:首先,熱固性碳纖維複合材料需要用緊固件或者膠粘結的方式實現部件之(zhī)間或(huò)者與其它金屬件的連接,熱塑性部件卻能直接焊接在(zài)一起,省去了緊固件的重量和(hé)成本,這(zhè)為碳纖維實(shí)現輕量(liàng)化增加了有力的砝碼;其次隻要熔融就可以重塑使複合材料的循環利用成為可能,雖然還沒有批量回收再利用的案例,但是熱(rè)塑性複合材料的再生性具備一定的理論基礎。例如,對熱塑性聚(jù)酰胺複合材料的再生粒料性能進行了測量,把它們與新生等同物進行比較,發現它們仍然具有85%的原始內在性能,這為如何綠色環保地利用碳纖維複(fù)合材料提供了新思路;再者,這種固化方式能夠在相對更短的周期時間裏生產(chǎn)出厚而複雜的製(zhì)件,使熱塑性(xìng)碳纖維(wéi)增強複合材料比熱固性的(de)生產效率提高(gāo)了許多倍。
目前國內熱塑性複合材料的發展有兩頭“攔路虎”,一是技術,二是成本。據www.91複材研發人員介紹(shào),熱固(gù)性樹脂在固化前可以比較容易地轉變為低粘度狀態,浸漬纖維(wéi)不那麽困難。而高端熱塑性複合材料不一(yī)樣,高性能熱塑性樹脂本身具更高(gāo)的(de)基體粘度(dù),材料的流動性不會象某些低粘度樹(shù)脂那樣好。可(kě)以說,大多數的高(gāo)性能(néng)塑性樹脂都是難溶難融甚至不溶(róng)不融的,這就給(gěi)複(fù)合材料的樹脂(zhī)浸漬和成型(xíng)加工帶來了挑戰。而且,加工溫度(dù)越高,在(zài)生產過程中樹(shù)脂越容易(yì)熱氧化或降(jiàng)解(jiě)。因此,熱塑性樹脂的高粘度成為其成(chéng)型最大的困難,這對生產設備也提出了更高的要求。
從成本來說,“產品(pǐn)專為耐受高溫或者其(qí)它(tā)特定性能而(ér)開發,技術研發上的投入比傳統熱固(gù)性體係要多很多”,據(jù)www.91複材研發人員透露,“高性能熱塑性樹脂基體價格更昂貴,例如我(wǒ)們采用的PEEK、PI樹脂等,這都是普通熱固性樹脂(zhī)價格的許多倍,再加上碳纖維材料,成本方麵就比較驚人了。”道路是坎坷的,但是www.91複材依舊會不斷地投入研發,如今挪(nuó)恩複材積累了大量的經驗,不僅可以生產熱塑性複合材料製品,而且成為國內為數不多的預浸帶生產廠家。這不僅是一個公(gōng)司的進步,也是國內(nèi)複合材料領域的突破。希望在今後國內廠家(jiā)的共同努力下,國內複合材料技術可以位(wèi)列(liè)國際(jì)第一梯(tī)隊。