東麗開發(fā)出可提高熱可塑CFRP強度的技術(shù)，改善碳

東麗開發(fā)出了可提高碳纖維和熱可塑性樹脂復合材料（熱可塑CFRP）接合性能的技術(shù)。由此可制造出高強度的熱可塑CFRP。目前這種材料已經(jīng)應(yīng)用于家電產(chǎn)品的準結(jié)構(gòu)部件，預計今后還能應(yīng)用于家電產(chǎn)品和汽車等領(lǐng)域。



　　運用新技術(shù)制造的熱可塑CFRP，是令長度7mm左右的碳纖維束含浸樹脂制成的“長纖維母粒”。用戶把這種母粒投入射出成形機，便可以成形為所需形狀。通過在樹脂中添加碳纖維，可以獲得強度比樹脂單體更高的成形品（這一階段的纖維平均長度為0.6～0.7mm左右）。

　　然而，當熱可塑CFRP的基體樹脂使用聚丙烯（PP）或者聚亞苯基硫醚（PPS）時，因碳纖維和樹脂的界面接合性較差，所以存在無法獲得所期待的高強度的問題。材料會沿界面剝離，在受到大的沖擊時，會只有樹脂受到破壞，所以復合材料的強度基本上取決于樹脂的強度。 內(nèi)容來自123456



　　于是東麗在碳纖維和樹脂的接合性的提高上下功夫，成功地提高了復合材料的強度。具體來說，在制造母粒的階段，在碳纖維的表面涂布有機物。另一方面，在樹脂中添加可與這種有機物發(fā)生化學反應(yīng)的物質(zhì)，并在此基礎(chǔ)上制造長纖維母粒。將這種長纖維母粒射出成形時，碳纖維中的有機物和樹脂中的添加物就會相互結(jié)合，所以可以確保兩者界面的結(jié)合性能。

　　東麗認為，應(yīng)用了新技術(shù)的熱可塑CFRP有望替代長纖維母粒型的玻璃纖維強化樹脂（GFRP）。由于碳纖維比玻璃纖維的強度更高、比重更小，所以可以確保與GFRP同等的強度，同時還有望實現(xiàn)輕量化。比如，基體樹脂為PP時，配合重量比20%碳纖維的熱可塑CFRP的強度與配合重量比40～50％玻璃纖維的熱可塑GFRP相當，而且可以減輕20～30％的重量。但結(jié)構(gòu)部件本身的材料成本，即使考慮輕量化帶來的材料用量減少因素，熱可塑GFRP的成本仍高，這樣用戶要采用熱可塑CFRP，就必須改進包括周邊部件在內(nèi)的設(shè)計。 本文來自123



　　熱可塑CFRP的基體樹脂使用聚酰胺6（PA6）或者丙烯腈-丁二烯-苯乙烯（ABS）時，不存在上述的接合性問題，所以東麗之前已經(jīng)推出了使用PA6和ABS的熱可塑CFRP的長纖維母粒產(chǎn)品。今后還將利用新技術(shù)，在產(chǎn)品線中增加使用PP和PPS和熱可塑CFRP長纖維母粒。

　　另外，東麗計劃在2012年2月15～17日舉行的“nano tech 2012（第11屆納米科技綜合展暨技術(shù)會議）”上展示新技術(shù)。

（記者：高野 敦，《日經(jīng)制造》）