碳纤维增强热塑性塑料研究

文章主要介绍了碳纤维的表面处理方法以及碳纤维增强热塑性塑料的应用情况。碳纤维的表面处理方法主要有氧化、表面涂层以及超声波处理等。表面处理的作用:(1)在纤维表面形成微孔或沟槽,从石墨结构改性成碳状结构以提高表面活性、增加表面能;(2)引进具有极性或反应性官能团;(3)形成能与树脂起作用的中间层。表面处理的目的是提高碳纤维与塑料的相容性。碳纤维增强热塑性工程塑料主要应用于附加值较高的领域,如航空航天、体育用品、电子产品等。

开发我国碳纤维增强热塑性塑料的前景

为了适应日益苛刻的工况条件,碳纤维增强热塑性塑料(CFRTR)作为CMC的重要组成部分,应用日益扩大,本文介绍国内外碳纤维增强热塑性塑料的种类、特点及适用范围。

帝人碳纤维增强热塑性塑料厂投运

日本帝人有限公司近日宣布，其位于日本爱媛县松山的碳纤维增强热塑性塑料（CFRTP）中型工厂开始运营。该工厂采用帝人专有技术生产CFRTP及组件，CFRTP组件比模塑复合材料制品所需的时间大大缩短，成型时间不到1min，可以实现快速成型和性能评估测试，包括复杂的大型部件的生产。CFRTP组件具有显著的轻量化优势，住汽车和其它工业领域应用广泛。

帝人碳纤维增强热塑性塑料中型工厂开始运营

帝人有限公司于近日宣布，其位于日本爱媛县松山、从事碳纤维完全一体化生产碳纤维增强热塑性塑料（CFRTP）的中型工厂已开始运营。

日本帝人为汽车碰撞箱提供新型碳纤维增强热塑性塑料

日本帝人有限公司正在为汽车碰撞箱结构提供其Sereebo型碳纤维增强热塑性塑料(CFRTP),该材料主要作为传统钢和铝的替代品。汽车碰撞箱是一种在发生碰撞时保护汽车乘客的结构部件。CFRTP可以以随机取向的板材形式自由压模,其中碳纤维丝束会以随机取向进行分布。在70 J/g的情况下,该材料的减震能力是传统钢的4~5倍,是铝或传统碳纤维增强热固性塑料(CFRP)的2~3倍。

三菱化学将在日本建立碳纤维增强热塑性塑料试验厂

三菱化学公司于2020年12月29日宣布,已决定在日本福井县建立一个生产碳纤维增强热塑性塑料(CFRTP)的试点工厂。计划于2021年底开始运营。公司目前将CFRTP应用于汽车等领域。公司计划将该产品作为其KyronTM热塑性复合材料品牌的一个新系列推向国内CFRTP市场,目前国内CFRTP市场主要依赖进口产品。

碳纤维增强热塑性塑料进气管

由碳纤维增强热塑性塑料制成一种汽车用进气管，质量比5kg重的金属管部件还轻，可取代金属管。该产品制造厂商Diaphorm技术有限公司声称，该进气管可提供9．56kW发动机用，比目前销售的进气管效率更高。

三菱化学建立碳纤维增强热塑性塑料的试点方案

日本三菱化学公司建立了一个新的碳纤维增强热塑性塑料(CFRTP)试点设施。在环境规制日益严格的情况下,碳纤维增强塑料(CFRP)因质轻、强度高而被广泛使用于轻型飞机和汽车机体。到目前为止,使用热固性树脂的CFRP一直是该领域的主要产品。在促进CFPR的利用方面,需要更广泛地使用CFRTP,它能缩短组件生产时间并更容易回收。

碳纤维增强热塑性聚酰亚胺及其复合材料

采用双螺杆共混挤出法,在热塑性聚酰亚胺(TPI)树脂中添加碳纤维(CF)进行复合增强,实验研究了碳纤维种类、加入量及成型方法对复合材料力学性能的影响。结果表明:碳纤维的加入能显著提高材料的常温和高温力学强度,并与碳纤维种类有关;复合材料的拉伸和弯曲强度均随着碳纤维加入量的增大而升高;相对于模压成型方法,注塑成型可获得更高强度的复合材料。由扫描电镜(SEM)观察到的材料拉伸和弯曲断面的微结构形貌,初步探讨了碳纤维的增强机理。

连续玻璃纤维增强热塑性塑料成型技术及其应用

综述了国内外连续玻璃纤维增强热塑性塑料的纤维处理方法、成型技术及应用状况 。

成型工艺对碳纤维增强热塑性聚酰亚胺复合材料性能的影响

采用双螺杆挤出共混的方法,制备了热塑性聚酰亚胺(TPI)/碳纤维(CF)复合材料,考察了注射和热模压两种成型工艺对 TPI/CF 复合材料力学性能、应力-应变曲线、线性膨胀系数以及摩擦磨损性能的影响。结果表明,注射成型试样的各项力学性能均比模压成型的高,达到1.5～2.0倍;相比模压成型,注射成型试样具有较高的断裂强度和断裂伸长率,其应力-应变曲线斜率也较大;由于纤维在注射流动方向上高度取向,注射成型试样具有最佳的高温尺寸稳定性;注射成型试样的摩擦系数和磨损率为模压成型的1.7倍和1.5倍;扫描电镜分析表明,纤维在注射流动方向上高度取向,模压成型试样呈现黏着磨损,注射成型试样以磨粒磨损为主。

玻璃纤维增强热塑性塑料在航空航天领域中的应用

研究了玻璃纤维增强热塑性塑料(GRTP)的分类,短玻纤增强热塑性塑料(SFT),玻纤毡增强热塑性塑料(GMT),长纤维增强热塑性塑料(LFT)3种类型的特性和制备方法。介绍GRTP在军用飞机和民用飞机等航空航天领域的应用情况。总结了未来纤维增强热塑性复合材料的发展方向。

碳纤维增强热塑性复合材料盒形件热冲压成型研究

碳纤维增强热塑性复合材料型材传统成型工艺存在操作复杂、成型效率低、成本高、不适合大批量生产等问题,限制其在航空航天领域的大规模应用。为改善成型工艺,提出一种采用模具直接加热纤维增强复合材料板的热冲压成型方法,通过板料拉伸试验和盒形件热拉深成型试验,研究纤维铺向工艺参数以及分析成型过程中试件纤维变形,得出极限拉深深度及成型极限剪切角。针对纤维编织复合材料盒形件热冲压成型,建议采用坯料纤维经纬方向与模具直边平行的放置方式。

纤维增强热塑性塑料的回收和利用

介绍了几种纤维增强热塑性塑料的回收方法及其影响回收加工后塑料力学性能的因素。

玻璃纤维增强热塑性塑料的发展概况

根据玻璃纤维增强热塑性塑料的发展过程分别介绍了短纤维增强热塑性塑料、玻璃纤维毡增强热塑性塑料、玻璃纤维/热塑性塑料复合纤维、长纤维增强热塑性塑料和热塑性拉挤产品的制造方法、特性和应用。

影响长纤维增强热塑性塑料注塑制品中纤维长度的主要因素

长纤维增强热塑性塑料力学性能比普通短纤维增强塑料有很大的提高,注射成型中保持纤维的长度是关键。本文对长纤维增强热塑性塑料(LFT)注射工艺进行了简要介绍,并对影响纤维长度的设备及工艺方面的因素进行了总结。

3D打印用碳纤维增强热塑性树脂的挤出成型

以低密度聚乙烯(LDPE)、聚丙烯(PP)和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)作为原材料,用1K散装长碳纤维作增强材料。采用自行设计的挤出模具,在单螺杆挤出机上制备了用于3D打印的碳纤维(CF)/LDPE、CF/PP、CF/ABS长丝耗材。研究了长丝耗材中直径大小对CF居中度及拉伸强度的影响。结果表明,在人工牵引状态下,CF的居中度与连续挤出丝状耗材的直径有关。当CF/LDPE、CF/PP、CF/ABS长丝直径接近或超过1.8 mm时CF居中度很高。CF/LDPE、CF/PP、CF/ABS长丝耗材的拉伸强度随着长丝直径的增大而减小。其拉伸强度起初接近CF的拉伸强度,随着挤出复合材料直径的增大,其拉伸强度急剧减小然后趋于平缓,最后逐渐接近热塑性树脂的本体拉伸强度。

碳纤维增强热塑性复合材料工艺与性能的研究

短切碳纤维的ＢＵＳＳ捏合机和连续碳纤维的双螺杆挤出增强工艺开发了碳纤维增强聚酰胺、碳纤维增强聚甲醛、碳纤维增强聚碳酸酯、碳纤维增强热塑性聚酯、碳纤维增强聚苯硫醚等碳纤维增强热塑性工程塑料，并以碳纤维增强聚酰胺为例进行成型工艺的研究，探讨了加工工艺参数与材料性能的关系。

国外纤维增强热塑性塑料发展概况(Ⅰ)

纤维增强热塑性塑料(FRTP)因其重量轻,抗冲击性和疲劳韧性好,成型周期短,可循环利用等诸多优点,近年在稳定发展,已进入汽车、轨道交通、运输、航空航天、能源、基础设施、建筑、电子、防卫、船艇、工业、医疗、体育娱乐等多种应用市场。有关厂商为之研发了各种形式的FRTP材料、产品和FRTP最终制品的成型工艺。

长纤维增强热塑性塑料在汽车轻量化与节能减排中的应用

降低汽车能耗、倡导绿色出行,成为汽车工业配套材料从业者的最大思考,汽车轻量化的设计与使用是有效措施之一,其研究如大如荼。