«De nombreux aspects de base de fibre de carbone de la chaîne de l'industrie, y compris en amont la production de soie grège, des liens midstream de carbonatation, les matériaux composites en aval et leurs applications, après dix années de recherche et des percées, la fibre de carbone actuelle de notre pays de prise de strangulation « des problèmes majeurs dans les secteurs d'application en aval, à savoir matériaux composites et les aspects des produits. « vice-président de l'Association chinoise de l'industrie des fibres chimiques, a déclaré He Yanli.
La fibre de carbone est un nouveau type de fibre à haute teneur en carbone supérieure à 95%, plus légère que l'aluminium métallique mais plus résistante que l'acier et résistante aux hautes températures, à la corrosion, à la fatigue et à la résistance au fluage. L'un des principaux matériaux auxiliaires composites est la résine époxy.La résine époxy a d'excellentes propriétés d'isolation physique et électrique, une forte adhérence, peut lier ensemble fibre de carbone.Mais, la fibre de carbone haut de gamme domestique actuelle, l'utilisation de l'anneau Les résines d'oxygène sont toutes importées.
Difficile à modifier avec de la résine époxy fragile
Selon les propriétés mécaniques de la fibre de carbone peut être divisé en haute résistance ultra haute résistance, à module élevé et module d'élasticité ultra-élevé. Dans le code produit Toray, T désigne la zone en coupe transversale d'un centimètre carré d'une telle unité peut être des fibres de carbone le nombre de tonnes de force de traction pour résister, à savoir, plus le nombre de T, meilleure est la qualité des fibres de carbone désigne un module de traction de module de prototype après la récupération sous une pression extérieure ou de tension est présent, est capable de produire des fibres de carbone T800 haut de gamme et analogues, mais au Japon. Toray est le temps de maîtriser cette technologie dans les années 1990.
Chine Composites Group Co., Ltd président Zhang a dit dépôt, fibre de carbone, l'industrie de résine époxy dans notre haut de gamme derrière la situation internationale est plus grave par rapport à l'application particulière dans les avions, l'aérospatiale et d'autres domaines de la fibre de carbone haut de gamme.
Polymères contenant des groupes époxy dans la structure moléculaire sont collectivement appelés résines époxy.A côté des fibres de carbone, ils sont également largement utilisés dans les machines, l'électronique, les appareils ménagers et le génie civil.
D'une part dépendante de base faible à haute époxy importé de l'industrie chimique, d'autre part autour de leurs propres caractéristiques avec la résine époxy. Il y a deux ou plusieurs molécules polyfonctionnelles dans une chaîne moléculaire, peut être une réaction de reticulation pour former un insoluble, infusible avec une structure de réseau en trois polymère et l'utilisation de l'environnement est extrêmement dure parties structurelles de l'aérospatiale, les matériaux composites en fibre de carbone doit être capable de résister à haute température et à long terme moins plusieurs dizaines de degrés Celsius de la température de plusieurs centaines de degrés Celsius, en même temps, dans des conditions chaudes et humides la température de transition vitreuse, le module d'élasticité et la résistance à la compression ne diminue pas de manière significative, ce qui nécessite une fonctionnalité plus élevée, la valeur d'époxy et de produits connexes viscosité appropriée.
Nombre de groupes fonctionnels dans la molécule peuvent participer à la réaction est appelée fonctionnalité, les initiés dit, la fonctionnalité est pas aussi élevé que possible. L'énergie est trop élevée, le matériau composite sera trop dur, pas la dureté. Par conséquent, il faut en particulier dans des conditions différentes , compte tenu de la force, le module, la ténacité, la température élevée, la fatigue, etc., du système de formulation, d'analyser la structure moléculaire, c'est une œuvre de système très complexe et de haute technologie, grande recherche difficile.
Les résines époxy et la résistance aux intempéries de la température de transition vitreuse a une relation directe, lorsqu'il est utilisé dans des composites aérospatiaux, les résines époxy nécessite généralement une température de transition vitreuse non inférieure à 180 ℃, tandis que la grande majorité des entreprises ne dispose pas d'un art en résine Technologies connexes.
La plus grande menace à la performance des composites continus renforcés de fibres de carbone est la détérioration des matériaux composites par le délaminage par impact à basse vitesse, qui est également au cœur de la question de savoir si les composites haute performance peuvent être utilisés dans les structures aéronautiques. Une des raisons est le manque de ténacité de la résine époxy elle-même.
Pour répondre aux exigences, le matériau composite après l'impact durcissement Résistance à la compression (valeur CAI) nécessaire pour atteindre au moins le niveau de 200 à 300 MPa. À l'heure actuelle, le procédé internationalement accepté pour durcir les résines comprennent trempés ou ex-situ par intercalation des particules difficile. « combinaison de relation très complexe entre les différentes molécules, pour finalement obtenir à la fois juste difficile, pas à long terme la recherche fondamentale et des expériences pendant de nombreuses années avec succès développé naturellement difficile. » résine époxy Association Branch Secrétaire Kong Zhenwu a dit.
« Résine époxy modifiée est étroitement liée à l'équipement d'automatisation intelligente. » Professeur de science des matériaux et en génie, Université Donghua au feu de bois, dit-il en fibre de carbone en Chine peu de temps de production, le manque de gamme à faible coût des équipements de production automatisés, ce qui entraîne une faible productivité, la stabilité du produit Insuffisance et autres problèmes.
"Il est également nécessaire d'augmenter la R & D et la productivité de ces appareils intelligents", a-t-il ajouté.
La traction lente de l'application est lente
"La résine époxy est spéciale," différentes utilisations, sa structure et ses performances sont différentes. "Kong Zhenwu a déclaré que la production de matériaux en fibre de carbone et l'application sont hors de contact, l'application est pas assez de traction, pas de correction de rétroaction, Lent.
À l'heure actuelle, la fibre de carbone haut de gamme la plus utilisée se trouve dans l'avion: sur le modèle Boeing B787, le matériau composite en fibre de carbone produit par Toray représente 50% de la consommation totale de matériaux. 40.000 tonnes et les entreprises de fibre de carbone de la Chine plus de 30, la capacité totale d'environ 20.000 tonnes, la production réelle d'environ 7.000 tonnes.
Fibre de carbone Toray Largement utilisé dans les Boeing est absolument pas court laps de temps depuis le début des années 1980, Toray et Boeing sur la coopération tous azimuts, Toray même en direct à la société Boeing, conformément aux exigences de Boeing pour concevoir, produire des fibres de carbone. Jusqu'à De 2011 à 2012, les avions utilisant uniquement la fibre de carbone ont commencé à voler: il a fallu près de 30 ans pour fonctionner, et il a corrigé en permanence les erreurs et les produits corrigés en fonction des besoins et des commentaires de Boeing.
En outre, Une fois qu'un effet principal est formé dans une industrie, il est difficile de le surpasser. À l'heure actuelle, l'époxy de fibre de carbone utilisé sur les avions Boeing, F-22 et F-35 américains proviennent tous de la société américaine Huntsman Company.Hu Mu-huo a déclaré que les produits Huntsman ont déjà passé la certification des matériaux et des procédés. La résine époxy nécessite également un processus d'argumentation long et compliqué: les sociétés de production de fibres de carbone sont naturellement disposées à utiliser Huntsman, ce qui ne favorise pas le rattrapage des résines époxy haut de gamme.