近日,帝人碳素欧洲公司官网宣布在全球范围内推出了一种基于PPS的碳纤维热塑性单向预浸胶带TPUD。该公司认为以PPS为基体的新型Tenax TPUD既拥有TPUD的典型特征,例如对化学药品和溶剂的高耐受性、低易燃性、可回收性,以及在室温下的存储或运输更加便捷等特点,其应用价格对成本较为敏感的新市场也比较亲和。
连续碳纤维增强热塑性复合材料的应用比热固性碳纤维产品更具有优势:当连续工作温度达到200 ℃以上时,采用这种材料制作的零部件仍能保持良好的工作性能;高端热塑性树脂本身的吸水率就很低,所以这种材料也适于潮湿工作环境下使用;阻燃性能和极轻高强的材料特性可以帮助飞机或轨道车辆等在安全性和轻量化之间获得平衡;基体材料和增强体都能够在高温下保持低蠕变性和高尺寸稳定性,能够满足高端精密化设备对材料的苛刻要求。而且,这种连续碳纤维热塑性预浸带既适用于高度自动化的加工方式,也适用于复杂几何形状的包覆成型。
至于应用成本,这种新复合材料主要由两方面决定,一是原材料价格,即增强体碳纤维和热塑性基体材料的成本,不同种类的热塑性树脂价格差异较大,很明显,PEEK的价格比PPS的价格要贵很多,这就直接造成了不同碳纤维预浸带的成品价格差异较大,这也是前面帝人认为PPS的价格更具市场竞争力的主要原因。另一方面是制造工艺,连续碳纤维增强热塑性预浸带的制造工艺不尽相同,不同的工艺生产出的预浸带性能水平不同,制造成本也有一定的差距。
作为国际行业巨头,帝人的官宣侧面表明该类产品具有的先进技术水平值得挑战。令人欣喜的是,国内的碳纤维零部件制造商智上新材料也于近期成功研发出同类产品,在国内碳纤维原丝行业通过自主技术打破国际技术壁垒后,用事实证明了碳纤维复合材料的下游市场也在迎头赶上,争取后来者居上。
目前,智上新材料的连续碳纤维增强热塑性单向预浸带生产线已顺利投产,宽幅20cm-40cm单向预浸带已经实现批量化生产。为了满足不同应用领域的需求,智上新材料的热塑性碳纤维项目提供了不同热塑性树脂基体的预浸带系列,包括PA6、PPS、PEEK等,通过高端工程塑料与连续碳纤维的结合,形成多样化的热塑性碳纤维产品。
高性能先进复合材料行业一直在推陈出新,与原有的热固性碳纤维相比,以连续碳纤维为增强体和以PPS、PA6、PEEK等热塑性树脂为基体的碳纤维热塑性增强复合材料,在保持高比强度和比模量的同时,在耐磨性、耐高温等方面表现更好,是航空航天、高端医疗、智能机械、汽车制造等领域理想的轻量化材料选择,其发展更具潜力。
总之,连续碳纤维增强热塑性复合材料预浸带能否成功量产,不仅是国内国外先进复合材料应用技术竞争的结果,更是抢占未来全球复合材料市场的一场“先行战”。
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