В цепочке углеродного волокна есть множество основных звеньев, в том числе добыча сырого шелка по добыче, карбонизация в середине потока, композиционные материалы и их последующие материалы. После более чем десяти лет исследований и разработок и прорывов текущая проблема углеродного шелка углеродного волокна в Китае в основном используется в нисходящем приложении. Композиционные материалы и изделия ». Он Яньли, вице-президент Китайской ассоциации химической промышленности, сказал.
Углеродное волокно представляет собой новый тип высокопрочного волокнистого материала с содержанием углерода выше 95%. Его качество легче, чем у металлического алюминия, но его прочность выше, чем у стали, а также устойчива к высоким температурам, коррозии, усталости и стойкости к ползучести. Одним из ключевых составных вспомогательных материалов является эпоксидная смола. Эпоксидная смола обладает отличными физическими и электрическими изоляционными свойствами, сильной адгезией, может связывать углеродное волокно вместе. Однако в настоящее время отечественное высококачественное углеродное волокно, использование кольца Все импортные смолы импортированы.
Трудно изменить с помощью хрупкой эпоксидной смолы
Углеродные волокна могут быть отнесены к высокопрочным, сверхвысокопрочным, высокомодульным и сверхвысоким модулям, основанным на их механических свойствах. В коде продукта Торая T относится к углеродным волокнам с поперечным сечением 1 квадратный сантиметр. Тренаж растяжимости, который должен выдерживать, то есть чем выше число Т, тем лучше качество углеродного волокна, модуль относится к модулю упругости при растяжении исходной формы после натяжения внешнего напряжения или давления. В настоящее время Китай смог изготовить углеродное волокно более высокого класса, такое как T800, но Япония Toray освоил эту технологию в 1990-х годах.
Чжан Динцзинь, председатель Китайской группы композитных материалов Лтд, сказал, что по сравнению с углеродным волокном, высокотехнологичная эпоксидная смола в Китае является еще более серьезной, чем международная ситуация. Она особенно используется в высококачественных углеродных волокнах в авиационной, аэрокосмической и других областях.
Полимеры, содержащие эпоксидные группы в молекулярной структуре, в совокупности называются эпоксидными смолами. Помимо углеродных волокон они также широко используются в машинах, электронике, бытовой технике и гражданском строительстве.
Зависимость эпоксидной смолы высокого класса от импорта связана с слабым основанием химической промышленности Китая, с другой стороны, она связана с характеристиками эпоксидной смолы. В молекулярной цепи имеется более двух полифункциональных молекул, которые могут быть сшиты с образованием нерастворимых, неплавких. Высокомолекулярная структура с трехсторонней сетью Использование аэрокосмических конструкционных деталей чрезвычайно суровое. Композиционные материалы из углеродного волокна должны выдерживать высокие температуры в несколько сотен градусов по Цельсию и низкие температуры в несколько десятков градусов по Цельсию в течение длительного времени. В то же время, при жарких и влажных условиях. Температура стеклования, модуль упругости и прочность на сжатие не могут быть значительно уменьшены, что требует более высокой функциональности, эпоксидной ценности и продуктов, связанных с вязкостью.
Количество функциональных групп в молекуле, которые могут участвовать в реакции, называется функциональным уровнем. По словам представителей отрасли, чем выше степень функциональности, тем лучше. Если энергия слишком высока, композиционный материал будет слишком жестким и жестким, поэтому он должен быть конкретным при разных условиях использования. , Учитывая прочность, модуль упругости, прочность, высокую и низкую температуру, усталость и т. Д., От системы рецептуры до анализа молекулярной структуры, это очень сложная работа системы, а высокотехнологичное содержание - исследование сложно.
Погодная стойкость эпоксидной смолы напрямую связана с температурой стеклования. Когда композиционный материал используется в авиационном поле, обычно требуется, чтобы температура стеклования эпоксидной смолы не должна быть ниже 180 ° C. В настоящее время большинство предприятий на отечественной полимерной основе не имеют Связанные технологии.
Наибольшей угрозой для исполнения непрерывных композитов с углеродным волокном является низкоскоростное повреждение отслаивания композиционных материалов, что также является ядром того, могут ли высокоэффективные композиты использоваться в авиационных структурах. Основная причина, по которой композиционные материалы чувствительны к удалению отложений Одной из причин является отсутствие прочности самой эпоксидной смолы.
Чтобы удовлетворить требованиям, закаленные композиты имеют прочность на сжатие (значение CAI) не менее 200-300 МПа после воздействия. В настоящее время применяемые на международном уровне способы упрочнения смолы включают в себя закалку частиц in-situ или интеркаляцию за пределы площадки. Устойчивость ». Связь между межмолекулярными соединениями очень сложна. Для достижения предельной жесткости и прочности нет долгосрочной исследовательской основы, и много лет экспериментов, естественно, сложно успешно развиваться». Конг Чжену, генеральный секретарь ассоциации эпоксидных смол Ассоциации смол.
«Модификация эпоксидной смолы также тесно связана с интеллектуальным оборудованием для автоматизации». Ю Мухуо, профессор Школы материаловедения и инженерии в Университете Дунхуа, сказал, что время производства углеродного волокна в Китае невелико, не имея недорогих комплектов автоматизированного производственного оборудования, что приводит к низкой эффективности производства и стабильности продукта. Неадекватные и другие проблемы.
«Нам также необходимо увеличить R & D и производительность таких интеллектуальных устройств», - сказал он.
Медленное растяжение приложения медленное
Конг Zhenwu сказал, что производство и применение материалов из углеродного волокна в Китае не находятся в контакте друг с другом, применение отсутствия тяги, нет коррекции обратной связи, эпоксидной смолы и другого технического прогресса, естественно, медленно.
В настоящее время высококачественное углеродное волокно чаще всего используется на самолетах. Например, на модели Boeing B787 использование композитных материалов из углеродного волокна Toray составляет 50% от общего потребления материала. В 2016 году производство углеродного волокна Toray было приблизительно 40 000 тонн, тогда как в Китае насчитывается более 30 предприятий углеродного волокна, общая мощность которых составляет около 20 000 тонн, а фактическая продукция составляет около 7000 тонн.
Toray из углеродного волокна Тяжелое использование Boeing отнюдь не является ночным успехом. С 1980-х годов Toray работал с Boeing во всех аспектах. Torayites даже жил в Boeing и проектировал его в соответствии с требованиями Boeing по производству углеродного волокна. С 2011 по 2012 год самолеты, использующие углеродное волокно, начали летать. Прошло около 30 лет, и он постоянно исправлял ошибки и исправлял продукты в соответствии с требованиями и отзывами Boeing.
Кроме того, Когда в отрасли формируется ведущий эффект, его трудно превзойти. В настоящее время эпоксидная смола из углеродного волокна, используемая на самолетах Boeing, истребителях F-22 и F-35 США, принадлежит американской компании Huntsman. Ю. Му-хуо сказал, что продукты Huntsman уже прошли сертификацию материалов и процессов, если вы хотите использовать другие компании для производства Эпоксидная смола также нуждается в длительном сложном процессе аргументации. Компании по производству углеродных волокон, естественно, хотят использовать Huntsman. Это не способствует тому, чтобы отечественные высококачественные эпоксидные смолы догоняли.