"Es gibt viele Kernverbindungen in der Kohlenstofffaser-Industriekette, einschließlich der Produktion vorgelagerter Stränge, der Carbonisierung im Midstream und der nachgelagerten Verbundwerkstoffe und ihrer Anwendungen. Nach mehr als einem Jahrzehnt Forschung und Entwicklung und Durchbrüchen sind die Probleme von Kohlefasern in China hauptsächlich in nachgelagerten Anwendungen zu suchen Für Verbundmaterialien und Produkte, sagte He Yanli, Vizepräsident der China Chemical Fiber Industry Association.
Kohlefaser ist eine neue Art von hochfestem Fasermaterial mit einem Kohlenstoffgehalt über 95%, dessen Qualität leichter als die von metallischem Aluminium ist, aber seine Festigkeit ist höher als die von Stahl, und sie ist auch beständig gegen hohe Temperaturen, Korrosion, Ermüdung und Kriechfestigkeit. Eine der wichtigsten zusammengesetzten Hilfsmaterialien ist Epoxidharz.Epoxidharz hat ausgezeichnete physikalische und elektrische Isolationseigenschaften, starke Haftung, kann Kohlenstofffaser miteinander verbinden.Jedoch ist die aktuelle inländischen High-End-Kohlefaser, die Verwendung des Rings Sauerstoffharze werden alle importiert.
Schwierig, mit fragilem Epoxidharz zu modifizieren
Nach den mechanischen Eigenschaften der Kohlenstofffaser kann zu hochfesten, ultrahochfesten, mit hohem Modul und ultra-hohem Modul unterteilt werden. In dem Produktcode Toray bezieht sich T auf die Querschnittsfläche von einem Quadratzentimeter einer solchen Einheit können Kohlefasern die Anzahl von Tonnen Zugkraft zu widerstehen, das heißt, je höher die Anzahl von T, desto besser ist die Qualität der Kohlenstofffasern bezieht sich Prototyp Modulus Zugmodul nach der Wiederherstellung unter äußerem Druck oder gegenwärtige Spannung, in der Lage, High-End-T800 Kohlenstofffasern für die Herstellung und dergleichen, sondern in Japan. Toray beherrschte diese Technologie in den 1990er Jahren.
China Composites Group Co., Ltd Chairman Zhang sagte Ablagerung, Kohlefaser, Epoxidharz-Industrie in unserem High-End hinter der internationalen Lage ist ernster im Vergleich zu der speziellen Anwendung in Flugzeugen, Luft- und Raumfahrt und anderen Bereichen des High-End-Kohlefaser.
Polymere, die Epoxygruppen in der Molekularstruktur enthalten, werden zusammenfassend als Epoxyharze bezeichnet.Außer Kohlenstofffasern werden sie auch weit verbreitet in Maschinen, Elektronik, Haushaltsgeräten und im Bauwesen verwendet.
Die Abhängigkeit von hochwertigem Epoxidharz von Importen hängt mit der schwachen Grundlage der chinesischen Chemieindustrie zusammen, steht aber in engem Zusammenhang mit den Eigenschaften von Epoxidharz: Es gibt mehr als zwei polyfunktionelle Moleküle in einer Molekülkette, die sich zu unlöslichen, unschmelzbaren Verbindungen vernetzen lassen. Hochpolymer mit Drei-Wege-Netzwerkstruktur Die Verwendung von Strukturbauteilen aus der Luft- und Raumfahrt ist extrem rigide Carbonfaser-Verbundwerkstoffe müssen lange Zeit hohen Temperaturen von mehreren hundert Grad Celsius und niedrigen Temperaturen von mehreren zehn Grad standhalten können, gleichzeitig unter heißen und feuchten Bedingungen. Die Glasübergangstemperatur, das Elastizitätsmodul und die Druckfestigkeit können nicht wesentlich verringert werden, was eine höhere Funktionalität, einen höheren Epoxidwert und viskositätsbezogene Produkte erfordert.
Anzahl der funktionellen Gruppen im Molekül, können an der Reaktion teilnehmen als Funktionalität bezeichnet wird, wobei der Insider, die Funktionalität nicht so hoch wie möglich ist. Energie zu hoch ist, wird das Verbundmaterial zu hart sein, keine Zähigkeit. Dementsprechend ist es notwendig, speziell unter verschiedenen Bedingungen , wenn man bedenkt Festigkeit, Modul, Zähigkeit, hohe Temperatur, Müdigkeit, usw. aus dem Formulierungssystem, um die molekulare Struktur zu analysieren, ist dies eine sehr komplexes System arbeiten, und High-Tech, große Forschung schwierig.
Epoxidharze und die Wetterbeständigkeit der Glasübergangstemperatur hat eine direkte Beziehung, wenn sie in der Luft- und Raumfahrt Komposite verwendete Epoxidharze erfordern im allgemeinen eine Glasübergangstemperatur nicht niedriger als 180 ℃, während die überwiegende Mehrheit der Unternehmen hat keinen Harz hergestellte Kunst verwandte Technologie.
Die größte Gefahr für die Leistung von Kohlenstofffaser-verstärkten Verbundwerkstoffen stellt die Schädigung der Verbundwerkstoffe durch Hochgeschwindigkeitsbeschädigung durch Delamination dar. Dies ist auch der Grund dafür, ob Hochleistungsverbundwerkstoffe in Flugzeugstrukturen verwendet werden können Einer der Gründe ist die fehlende Zähigkeit des Epoxidharzes selbst.
Erfüllt die Anforderungen, um das Verbundmaterial nach dem Aufprall der Schlagzähmodifizierung Druckfestigkeit (CAI-Wert) benötigte mindestens das Niveau von 200-300 MPa zu erreichen. Derzeit ist die international anerkannte Methode zäher zu machen Harze umfassen vorgespannte oder ex-situ-Partikel Interkalation durch hart. ‚Kombination von sehr komplexen Beziehung zwischen den verschiedenen Molekülen, um beide nur zäh letztlich zu erreichen, keine langfristige Grundlagenforschung und Experimente seit vielen Jahren erfolgreich natürlich schwierig entwickelt.‘, sagte Epoxidharz Verband Niederlassung Sekretär Kong Zhenwu.
‚Modifiziertes Epoxidharz ist eng auch mit der intelligenten Automatisierungstechnik verknüpft.‘ Professor für Materialwissenschaften und Ingenieurwesen, Donghua Universität über ein Holzfeuer, sagte er China Kohlefaser kurze Produktionszeit, der Mangel an Low-Cost-Suite von automatisierten Produktionsanlagen, was zu einer niedrigen Produktivität, Produktstabilität Unzureichende und andere Probleme.
Bedürfnisse. Dieses intelligente Gerät zu erhöhen, R & D und Produktion Bemühungen "Er Yanli sagte.
Traction unzureichende Fortschritte langsam
Epoxy-Harz ist speziell, "verschiedene Anwendungen, seine Struktur und Leistung sind alle unterschiedlich." Kong Zhenwu sagte, dass die Produktion und Anwendung von Kohlefaser-Materialien in China sind miteinander in Kontakt, die Anwendung der fehlenden Traktion, gibt es keine Rückkopplung Korrektur, Epoxidharz und anderen technischen Fortschritt natürlich langsam.
Derzeit ist High-End-Kohlefaser meisten verwendeten Flugzeuge wie die Boeing B787-Modelle, die Verwendung von Kohlenstofffaserverbund Toray 50% der Gesamtmenge des Materials geführt hat. 2016 Toray Carbon Faserproduktion ist etwa 40.000 Tonnen, und unsere Kohlenstoff-Faser mehr als 30 Unternehmen, Gesamtkapazität von etwa 20.000 Tonnen, die tatsächliche Leistung von etwa 7.000 Tonnen.
Toray Kohlefaser Der übermäßige Einsatz von Boeing ist keineswegs ein über Nacht erfolgender Erfolg: Seit den 1980er Jahren arbeitet Toray mit Boeing in allen Belangen zusammen: Die Torayites lebten sogar in Boeing und entwarfen sie nach den Anforderungen von Boeing für die Produktion von Kohlefasern. Zwischen 2011 und 2012 begannen Flugzeuge mit Kohlefaser nur zu fliegen, es dauerte etwa 30 Jahre, um Fehler zu korrigieren und Produkte entsprechend den Anforderungen und Rückmeldungen von Boeing zu korrigieren.
Darüber hinaus Sobald sich in einer Branche ein führender Effekt herausbildet, ist es schwierig, ihn zu übertreffen. Derzeit Flugzeug Boeing, Harz die US F-22 und F-35 Kohlefaser-Epoxy auf Kampfflugzeuge aus den Vereinigten Staaten Huntsman verwendet. Ich Muhuo sagte Huntsman-Produkte durch die Materialien und Prozesse zertifiziert wurden, wenn Sie andere Produktion verwenden möchten Das Epoxidharz braucht auch einen langen, komplizierten Argumentationsprozess.Kohlenstofffaser-Produktionsfirmen sind natürlich bereit, Huntsman zu verwenden.Dies ist nicht förderlich für heimische High-End-Epoxidharzprodukte, um nachzuholen.