浸透による熱可塑性炭素繊維複合材料の性能を改善する無限の可能性

軽量化された輸送工具の開発により、多くの複合材料が使用されていますが、自動車部品は数多くの急速な生産を必要としています。高、輸送ツール業界で複合材料の導入の主要なボトルネックになっている。

熱硬化性樹脂と比較すると、熱可塑性複合材には多くの固有の利点があります。素早く成形でき、プリプレグを低温で長時間保管でき、熱可塑性樹脂を繰り返し使用して不良品の発生を減らすことができます。単方向連続炭素繊維または織布で含浸された熱可塑性複合材は、長い繊維長、方向分布を有し、複合材の所望の構造を設計することができる。強度は、連続繊維強化熱可塑性複合材の設計アプリケーションの要件を満たすために、金属アプリケーションを新しいエネルギー車に置き換える世界的な傾向に発展しました。

図1:断面の破壊複合電子顕微鏡写真後の炭素繊維強化ポリプロピレン

最近、商品の炭素繊維の表面処理は、対象、例えば炭素繊維と熱可塑性樹脂等の熱硬化性樹脂、熱可塑性連続炭素繊維複合材料の主な問題プロセスポイントの生産は、界面強度が炭素繊維であることが不十分であることを特徴とする請求強度が不良概して不十分であり、さらに含浸されているインターフェイスに続きます表面改質後に、コーティング、又は湿潤剤は克服、又は炭素繊維を焼成又はプラズマ乾式、湿式電気化学プロセスに供される、繊維表面の官能基は、この機能の増加を制限され、重ね塗り湿潤剤を生成しますグループは、それによってインターフェース及びヘルプ含浸の強度を高め、樹脂基板に接着されています。

熱可塑性樹脂基材、ポリプロピレン(PP、ポリプロピレン)の間で良好な機械的特性、耐候性、耐薬品性に​​優れ、広く車両に使用される材料を得ることは容易であるが、ポリプロピレンの化学構造は、官能基、されていません連続した炭素繊維の商業生産は、ポリプロピレン複合最大の障害を補強なります。

最近の革新的なポリマテリアルズの研究開発チームは、新しい画期的なサイジング熱可塑性炭素繊維。特別なカップリングを用いて処方新しい熱可塑性湿潤剤、効果的に炭素繊維の従来の一の側面を生成することができ化学的グラフト化は、他の側は、ポリプロピレン系樹脂との良好な結合を生成することができる。この新しい製剤はしっかり両側に繊維と樹脂とを結合して、複合プラスプレイ複合効果は、2よりも大きいです。

別の新たな熱可塑溶浸主な目的は、例えば、炭素繊維糸束の保護と良好な加工特性を提供することである:毛羽繊維の減摩バンドルポリ材料は、好適には、革新的な潤滑剤を開発良くなりますこの比は浸透剤配合物に加えられて、炭素繊維の保護を強化し、プロセスが中断された後のシルクブレークの発生を減少させる。

チームはまた、強化されたパフォーマンスの効果を得ることができますエージェントに直接新しいディップを濡らし、オリジナルの繊維表面の湿潤剤を除去することなく、ケースで見つかったことがあります。この仮説を検証するために、貿易の舞台の下コルソン年コンポジットポリプロピレン樹脂を含浸させた3K T300平織り布は、良好な結果は、新規な熱可塑性湿潤剤。、我々が見ることができる浸潤電子顕微鏡拡大図の断面図を破壊することが確認され、新たなサイジング実験結果の有効性を試験するために試験3点曲げのためにシートをプレスし破壊曲げ試験では、炭素繊維のポリプロピレン複合材料を非常に良好な界面を形成するための薬剤、樹脂コーティングは、繊維表面にしっかりと生繊維のままです。

この実験結果は、革新的な溶浸板に直接浸漬された破損していない炭素繊維織物は、未処理の試験片と比較して146%の破壊応力強度の増加を有することを確認している。

「水性炭素繊維浸透剤は、コルセンスの環境保護要件を満たし、処理を安全にします。浸透剤で処理した熱可塑性炭素繊維材料は、優れた機械的性質を有し、自動車用途の軽量用途に使用されます。より多くのビジネスチャンスがあります」コルソンコンポジットのジェネラルマネージャであるDr.Szesu Soongは述べています。

PolyInnovative Materialsのリック・チェン(Rick Chen)総括マネージャーは、次のように述べています。「浸透剤と樹脂で強化された炭素繊維を組み合わせた後、ポリプロピレン(PP)樹脂と炭素繊維を組み合わせることで、ファイバの加工性能を調整するだけでなく、複合材の機械的性能を向上させることができます。

熱可塑性炭素繊維複合材料、特にラピッドプロトタイピングと環境にやさしいリサイクルの利点は、アプリケーション開発に結びつくことになります。新しい熱可塑性炭素繊維サイジング剤で強化された炭素繊維製品は、複合材料の性能を向上させるだけでなく、伝統的な材料を置き換えることができ、輸送、航空、エネルギー、医療およびレクリエーションスポーツなどの分野で可能性を拡大することができます。

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