热塑性复合材料应用与连续碳纤维增强热塑性预浸带

连续碳纤维增强热塑性预浸带连续碳纤维增强热塑性预浸带连续碳纤维增强热塑性预浸带

世界范围内的单向碳纤维增强热塑性预浸料制备技术和设备资源分布极不均衡，国外的连续碳纤维增强热塑性预浸料的制造商有TenCate、Cytec、Ticon、Greene Tweeed、Bond等，涉及的热塑性树脂包括PPS、PEI和PEEK等，这类产品主要用于供给航空领域，用于制造飞机零部件使用。国内的相关热塑性预浸料产品目前还是以玻璃纤维增强为主，以连续碳纤维为增强体的预浸料制备面临着专业制造设备缺乏等问题，整体技术上与国外有着巨大差异，这也影响了应用上的进一步发展。

CFRTP的制备有熔融法、溶剂法、混纤法、粉末法、薄膜叠层法等不同的工艺方法，但是根据连续碳纤维以及高性能工程塑料的特性，熔融浸渍法更接近实际应用需求。

熔融浸渍工艺包括引丝、展丝、预热、浸渍、冷却、收卷等多道工序。该工艺技术相对比较成熟可靠。早在1982年，英国的ICI就开始尝试采用该工艺制作连续碳纤维增强PEEK预浸料，国内的北京航空材料研究院、哈尔滨玻璃钢研究院等研究机构针对该工艺先后进行了不同方向的尝试和研究。但是因为高端工程塑料在熔融温度下，黏度太大，很难对碳纤维进行充分的浸渍，所以实际应用效果一直没有达到理想的要求，这也导致了在相当长的一段时间内，国内在连续碳纤维高性能热塑复合材料的应用方面基本处于停滞状态。

不过，国内复合材料行业并未放弃对该制备技术的探索，无锡智上新材料通过对展丝设备的优化，加大了碳纤维丝束的分散性和张力；通过提高设备的熔融温度，加大了热塑性树脂的流动性；通过延长浸润时间和加大浸渍压力等等技术途径，有效地解决了碳纤维含量低、分布不均匀、浸渍效果差等一系列技术难题。目前已实现了宽幅30cm-60cm的连续碳纤维增强PPS、PES等系列的预浸带量产化，年产能达到300吨左右，在一定程度上缓解了国内市场对连续碳纤维热塑性复合材料的需求压力。

无论是性能表现还是应用环境，连续碳纤维增强热塑性复合材料都远胜于连续玻纤增强热塑性复合材料，与短切或粉末碳纤维增强热塑性复合材料相比，性能优势也是非常突出的。

“预浸带是第一步，有了这个良好的开端，相信后面的行业应用将百花齐放。中国制造将再一次向世界证明我们的自强自立”，无锡智上新材的董事长杨正自豪地说。

过去，国内的碳纤维热塑性复合材料应用受制于碳纤维高性能热塑性预浸料的制备，在原材料购买渠道和成本价格上望而却步。如今，无锡智上新材通过自主研发的设备不仅成功实现了连续碳纤维高性能热塑性预浸带的稳定量产，更打破了国际巨头的价格垄断，为国内更多行业的材料升级提供了新的选择。

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