由歐盟第七科技框架規(guī)劃(EC FP7)出資進(jìn)行的ESPRIT工程始于2008年,預(yù)定完成周期為3年半,目的是將自增強(qiáng)塑料技術(shù)(SRP)提高到一個(gè)新的水平以改善增強(qiáng)纖維材料和基體材料的性能,并從根本上改進(jìn)生產(chǎn)工藝。利用先進(jìn)的分級(jí)(選擇性)熔化工藝來開發(fā)生產(chǎn)預(yù)處理技術(shù),使材料混合體在不影響到纖維加強(qiáng)材性能的前提下可以流動(dòng)成型。
到目前為止,ESPRIT工程已經(jīng)進(jìn)行了大范圍的基體材料定位、定性、制造測(cè)試,以便從這些基體材料中生產(chǎn)出可以流動(dòng)成型的自增強(qiáng)塑料,包括自增強(qiáng)聚烯烴(srPO)、自增強(qiáng)尼龍(srPA)和自增強(qiáng)聚酯(srPet)。通過一些早期的工藝測(cè)試(他們)也得出了各種材料的臨界溫度值和收縮性能。
通過使用SRP材料,從材料的使用量和構(gòu)件重量上來看,可以減輕同等硬度常規(guī)應(yīng)用材料重量的百分之三十,不論是在產(chǎn)品制造還是在成品使用過程中都能節(jié)省能源,例如在汽車制造業(yè)的應(yīng)用。
早期通過敏感型添加劑進(jìn)行的選擇性熔化測(cè)試已經(jīng)顯示了這種工藝有著極大的開發(fā)可行性和非常廣的應(yīng)用潛力。SRP系列材料不論是在現(xiàn)有的成型技術(shù)還是在一些新的特殊成型技術(shù)中都能使用,(這樣)有助于將這些新型材料的商業(yè)潛能最大化。
參與這個(gè)項(xiàng)目的一些合作方已經(jīng)取得了不小的成績,將混合紗線拉擠工藝發(fā)展到了連續(xù)桿工藝,將切斷的加強(qiáng)材纖維應(yīng)用到混合材料流動(dòng)成型上。據(jù)悉,一名客戶已經(jīng)建成了一條成功運(yùn)行的生產(chǎn)線,每小時(shí)可以用聚酰胺(PA)、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PBT)、聚丙烯(PP)和聚對(duì)苯二酸乙二醇酯(PET)的混合材料生產(chǎn)5公斤的纖維微粒。與此相應(yīng),還應(yīng)用了一種新開發(fā)的適于各種不同性能熱固性加強(qiáng)材料纖維的切割器,正如在從碳纖維或玻璃纖維生產(chǎn)中要用到的切割器一樣。經(jīng)過多方的共同努力,ESPRIT工程已經(jīng)在利用改良基體材料和增強(qiáng)材原料高效生產(chǎn)纖維微粒樣品方面打下了扎實(shí)的基礎(chǔ)。
纖維(微粒)增強(qiáng)的聚丙烯基復(fù)合材料具有極高的抗撞擊強(qiáng)度。這種包含有纖維(微粒)增強(qiáng)材的復(fù)合材料,表現(xiàn)為一種具有超高模量的絕妙性能組合:高張力、高抗疲勞性,低劃痕敏感度。跟聚丙烯基材料相比,模量增加了一倍,強(qiáng)度增加了超過百分之五十,同時(shí)剛性增加了百分之二十,最值得一提的特性是對(duì)于抗刻劃強(qiáng)度:增加到了每平方米3-55KJ,這甚至超過最好的現(xiàn)有改良聚丙烯材料。同樣,開發(fā)出的自增強(qiáng)聚酯也顯示出在不增加材料密度的前提下,彈性模量比無填充材料的聚酯材料增強(qiáng)了百分之五十。
這些新型材料所包含的纖維(微粒)最大直徑為10毫米,可以在復(fù)雜形狀的物體加工時(shí)使用注射成型工藝——整個(gè)過程中最大的難點(diǎn)是如何在工藝過程中保持熱固性纖維增強(qiáng)材的完整性。
理想的新材料加工工藝是,使標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備適應(yīng)增塑區(qū)域、注射過程、聚合體加熱過程,另外還要考慮材料在包裝和成型時(shí)的溫度。
這個(gè)工程團(tuán)隊(duì)由精選出來的材料改良技術(shù)、機(jī)器制造、測(cè)試、工藝開發(fā)和制造的優(yōu)秀人才組成,來自包括塑料材料研究協(xié)會(huì)(AIMPLAS), 德國增強(qiáng)塑料聯(lián)合會(huì)(AVK), 歐洲熱塑性復(fù)合材料同盟(EATC), 康菲爾公司(Comfil), 法國Fibroline公司(Fibroline), 德國弗里克馬拉微波技術(shù)公司(Fricke und Mallah Microwave Technology), 德國復(fù)合材料公司(INSTITUT FUR VERBUNDWERKSTOFFE GMBH,IVW), NetComposites公司(組織和協(xié)調(diào)方), PEMU公司, Polisilk公司, Promolding公司, 瑞士Regloplas等在內(nèi)的大公司和研究機(jī)構(gòu)。