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| 美日兩國開發(fā)成功芳族聚酰胺纖維復(fù)合材料 可用近紅外線硬化 |
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| 2005-11-8 中國聚合物網(wǎng) |
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日本東麗杜邦和美國Kubota Research Associates公司日前開發(fā)出一種由含浸熱可塑性樹脂的對(duì)位芳酰胺纖維和添加近紅外線吸收劑的無紡布層疊而成的新型長纖維強(qiáng)化復(fù)合材料“RUBA-C”，并在日本幕張Messe會(huì)展中心舉辦的“2005年國際橡塑料展（IPF 2005）”上進(jìn)行了展示。該材料不需像CFRP（碳纖維強(qiáng)化塑料）那樣需要較為大型的加熱爐，而且成型時(shí)間也短，因此兩公司準(zhǔn)備向頂板等汽車外板領(lǐng)域推廣。計(jì)劃2005年內(nèi)供應(yīng)樣品。
含浸在對(duì)位芳酰胺纖維“凱夫拉”布料中的熱可塑性樹脂包括聚酰亞胺、聚丙烯、尼龍和聚氯乙烯等多種樹脂。將多層含浸有樹脂的面料層疊起來，每層之間夾入在聚丙烯中混有碳類近紅外線吸收劑的無紡布，通過照射紅外光束（800～2 000 nm），使之加熱熔解，即可制成復(fù)合材料。一次照射可硬化4層。如果層數(shù)更多的話，需要照射多次。
該材料還可真空成形。采用與真空成形相同的方法，先將聚酯膠片制成一個(gè)簡(jiǎn)易形狀，然后抽成真空后進(jìn)行加壓，再通過照射近紅外線，即可按照它的形狀進(jìn)行硬化。近紅外線照射設(shè)備可以設(shè)計(jì)成只對(duì)所需部分進(jìn)行掃描，就像是復(fù)印機(jī)掃描一樣。
該公司首先瞄準(zhǔn)的是將該材料應(yīng)用于汽車外板。作為長纖維強(qiáng)化復(fù)合材料，CFRP已經(jīng)作為航空航天領(lǐng)域的結(jié)構(gòu)材料得以普及。使用時(shí)需要將環(huán)氧樹脂等熱硬化樹脂用作基質(zhì)樹脂（matrix resin），利用大型加熱爐加熱10個(gè)小時(shí)以上，使樹脂發(fā)生硬化。因此生產(chǎn)周期長，無法用于汽車等量產(chǎn)品領(lǐng)域。還有一個(gè)問題就是在加熱爐中會(huì)發(fā)生熱老化現(xiàn)象。此次開發(fā)的新型復(fù)合材料由于使用了熱可塑性樹脂，因此假如是1×3mm的汽車頂板材料，只需數(shù)十分鐘即可制成。而且不需使用大型加熱爐，只要利用小型近紅外線照射設(shè)備掃描，即可硬化，因此設(shè)備投資也低。
另外，纖維和樹脂均比CFRP具備更好的韌性和耐沖擊性，受到?jīng)_擊時(shí)不會(huì)產(chǎn)生碎片到處飛的現(xiàn)象。不過，在抗拉強(qiáng)度等強(qiáng)度特性方面，CFRP要好一些。預(yù)計(jì)單獨(dú)可用于頂板材料等強(qiáng)度相對(duì)可以低一些的用途領(lǐng)域。對(duì)于門等要求強(qiáng)度相對(duì)較高的結(jié)構(gòu)材料來說，可以考慮與CFRP配合使用。 另外，CFRP方面目前也在加緊探討進(jìn)行高速成形的方法，今后，圍繞著以鋼板為常用材料的汽車外板，預(yù)計(jì)將會(huì)提出使用各種長纖維強(qiáng)化復(fù)合材料的方案。
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| （責(zé)任編輯：丁玲） |
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