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1、高性能预浸料及其在民品市场中的应用介绍 恒神股份,波音787,8/17/2022,碳纤维是战略性基础原材料,也是实现低碳经济的高新技术材料,具有高强(抗破坏性)、高模(抗变形能力)特性,强度高于钢,质量轻于铝。碳纤维复合材料已在军事及民用工业的各个领域取得广泛应用,从航天、航空、汽车、电子、机械、化工、轻纺等民用工业到运动器材和休闲用品等。因此,碳纤维被认为是高科技领域中新型工业材料的典型代表,为世人所瞩目。,航天飞机、火箭,汽车,轨道交通,海洋工程,高压电缆,风力发电,工程机械,8/17/2022,在未来的5-10年里,民用工业需求预计将以两位数增长,航空业需求预计将以较高个位数增长,体育用
2、品市场的需求在此期间将放缓。工业应用领域中,随着碳纤维复合材料应用拓宽,风能和汽车制造业将成为推动全球碳纤维需求增长的主力。目前,国内碳纤维主要应用在钓鱼竿、高尔夫球杆、网球拍、自行车等体育休闲市场上,且这部分市场的碳纤维消费已接近饱和,高端碳纤维应用领域的市场仍存在很大的空间。因此,碳纤维企业需要结合自身资源能力定位产业链发展方向,聚焦产业链下游市场,瞄准发展潜力巨大的高端民用应用领域。,预浸料树脂体系简介,酚醛树脂是最早的热固性树脂,具有良好的粘结性,固化后耐热性和介电性能都很好,突出的特点是阻燃性能优异,热释放速率低、烟密度小,燃烧时释放的气体毒性小。工艺性性能好,可采用模压、缠绕、手糊
3、、喷射、拉挤工艺制造复合材料构件。民机内装饰材料大量使用酚醛树脂基复合材料。,环氧树脂是最早用于飞机结构的树脂基体,特点是材料品种多,不同的固化剂和促进剂可获得从室温到180的固化温度范围;有较高的力学性能;与各种纤维匹配型好;耐湿热;韧性优良;工艺性优良(铺覆性好、树脂粘度适中,流动性好、加压带宽等);适合大构件整体共固化成型;价格便宜。环氧树脂的良好成型工艺性、杰出的韧性使它在先进复合材料的树脂基体中占有重要地位。,改性双马来酰亚胺树脂(简称双马树脂),是为适应新型歼击机对复合材料树脂基体的要求而研制开发的,这些要求包括:在130150湿热环境条件下具有较高的强度、刚度保持率;具有良好的抗
4、冲击损伤能力;优越的工艺性能,并能适应于大型构件与复杂型面构件的制造等。双马树脂与环氧树脂相比,主要表现为耐湿热性能优越,使用温度高;不足之处是工艺性不如环氧树脂好、固化温度高(185以上开始固化),并要求在200或200以上温度下进行较长时间处理。,氰酸酯树脂具有较低的介电常数(2.83.2)和极小的介电损耗正切值(0.0020.008),高玻璃化转变温度(240290),低收缩率、低吸湿率,优良的力学性能和粘结性能等,而且它具有与环氧树脂相似的加工工艺性。目前氰酸酯树脂主要应用在三方面:高速数字及高频用印刷电路板,高性能透波结构材料和航空航天用高性能结构复合材料基体。以下,以恒神目前正在进
5、行的和即将进行的预浸料树脂体系出发,简要介绍几种高性能预浸料在民用领域的应用。,用于复合材料成型的模具根据使用条件使用不同材料制成。对于低温固化部件或原型部件来说,不需要严格控制尺寸的精确性,模具通常采用玻纤、高密度泡沫、可加工的环氧树脂板甚至粘土或木材制成。钢和铝通常是高性能模具的首选材料,但它们在生产复合材料部件时也有重大缺陷。在高温固化过程中,模具和部件的CTE通常相差很远而无法相容。高价金属合金(例如殷钢)具有更加相似的CTE,但其加工成本很高。对于大型部件来说,这类模具的尺寸和重量使其难以加工、移动和存储。复合材料模具相比传统金属模具的优势在于,复合材料模具具有较低的生产成本,而且便
6、于处理和存储。对于需要精确尺寸的高性能部件来说,复合材料模具与部件的CTE更加接近,在固化过程有助于保持尺寸的完整性。目前复合材料模具已逐步应用在航空、汽车、船艇、工业和赛车行业,8/17/2022,一、模具用树脂体系,恒神模具体系完成了从低温代木到高温双马、从液体导入成型到预浸料热压罐成型的全面覆盖,可以满足客户的不同需求。,导入树脂体系,预浸料树脂体系,8/17/2022,环氧树脂是用量最大的复合材料基体,为获得力学和耐热性能优良的固化产物,常需高温固化。但高温使得制品产生较大的内应力,影响尺寸精度控制,严重时会导致材料提前破坏;同时高温固化会造成制