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复合材料助塑料在多领域延伸
发布时间:2015-05-23       关键字:复合材料,塑料             来源:中国塑料机械网

  树脂基复合材料是以有机聚合物为基体的纤维增强材料,通过复合,让塑料拥有了更优越的各种性能,应用领域进一步拓展。
  
  据推测,中国树脂基复材2015年产量预计达530万吨,其中热固性复合材料产量300万吨,热塑性复合材料用量230万吨。过去几年热固性复合材料一直占据市场大部分份额,但是由于其不可回收性、难于加工、生产成本高等因素,部分产品渐渐被热塑性复合材料所取代。热塑性复合材料是20世纪80年代发展起来的,属于“高性能化、低成本化、绿色环保化”的新型复合材料,可以替代部分价格贵的工程塑料、非环保的热固性复合材料和轻质的金属(如铝合金)材料,广泛应用于航空航天、汽车、风电、电器、火车、体育器材、建筑、军工等工业产品,发展较快,为满足这些领域新的发展要求提供了性能优越的材料。
  
  在航空航天领域,组件对性能的需求不断将目前所使用的金属和热固性材料性能推至极限,需要找到新的材料。随着混合成型技术的推出,威格斯(Victrex)将PAEK连续增强复合材料的强度与PEEK注塑成型解决方案的设计灵活结合,与金属或热固性塑料需要花费数小时相比,此项包覆成型工艺能够在数分钟内生产出相同的零件。该项技术不仅实现了高比强度,而且减重高达60%,同时将数个零件整合为一个简洁且具有高度功能化的部件。
  
  在汽车领域,复合材料的应用近年更如雨后春笋般推陈出新。全球汽车制造商都面临着极具挑战性的燃油经济性和温室气体排放新法规要求,汽车降耗需求急剧攀升,碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)作为轻量化重要材料之一,受到各大汽车厂商青睐。德国宝马率先推出全球首款采用CFRP骨架车身的量产纯电动汽车“i3”。据其碳纤维原料提供商三菱丽阳介绍,宝马以外的欧洲各大汽车厂商也将陆续在每年2-5万辆生产规模的量产车上采用CFRP,以应对2020年更加严格的欧洲燃效规定。东丽的聚酰胺(PA)类热可塑性CFRP用到了丰田燃料电池车MIRAI的电池组外壳上,这是CFRP首次用于汽车的构造部件。帝人则与美国通用汽车共同面向量产车开发热可塑性CFRP部件,目标是用于年产几万辆规模的量产车。随着3D打印技术的发展,世界首款使用3D打印技术制造的概念车也采用了碳纤复合材料。其车身采用了沙特基础工业公司(SABIC)的LNPTMSTAT-KONTM碳纤维增强复合材料,由于拥有出色的强度重量比和高刚度,可最大程度地降低3D打印过程中的扭曲变形,增强设计美感,强化运行性能。
  
  CFRP被视为未来汽车主流材料,但在今后很长一段时间内,玻纤增强热塑性复合材料仍将是塑料复合材料应用的主要品种之一,CFRP将被广泛使用在高性能的汽车车身上,但是由于高成本原因,还不能成为主流产品。
  
  树脂基复合材料在风电领域也获得长足应用。机组容量大型化已经成为了世界风能发展的趋势,叶片长度也由原来的30~40米增加至60米以上,在叶片长度增加的同时,如何减轻风力机叶片的重量成为了风电设备行业需要共同面对的问题,碳纤维复合材料在大型叶片中的应用已成为一种趋势。
  
  树脂基复合材料的性能优越性正吸引越来越多领域的目光,随着相关原料价格的下降和加工工艺的改进,复合材料的魅力将在更多领域淋漓尽致的展现。为促进复合材料领域的发展,今年的CHINAPLAS2015特别在B区10.3馆开辟了“复合及特种材料”专区,在这里,业者可看到各种最新的复合材料及其应用。

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