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热塑性碳纤维复合材料的应用案例介绍
作者:苏州挪恩发布时间:2020-06-22浏览量: 903

碳纤维增强热塑性复合材料最早应用于航天航空领域,随着制造技术的不断发展和市场需求的不断扩大,碳纤维增强热塑性复合材料的应用在汽车、医疗等多个民用领域得到了拓展,下文就是几个具有代表性的案例。

(图示:使用碳纤维材料部件的汽车)

       最早,碳纤维增强热塑性复合材料的应用领域还只局限于航空航天,但随着国内技术的不断发展以及碳纤维市场的不断扩大,热塑性碳纤维复合材料在其他领域也开始崭露头角,例如医疗、汽车等多个民用领域都得到了应用。苏州挪恩复合材料在热塑性碳纤维复合材料方面研究颇深,就让他们来为大家举例介绍热塑性碳纤维复合材料的几个典型应用。

       热塑性碳纤维在医疗器械领域

       骨外固定器、瞄准器支架等高端医疗器械采用碳纤维增强热塑性复合材料主要是看重其耐高温、抗湿、强度大、重量轻和不易变形等性能特征。苏州挪恩复合材料以食品级peek(聚醚醚酮)作为基体材料,采用连续性碳纤维作为增强体,打破了国内以短切或者粉末碳纤维增强聚醚醚酮的传统方式,提升了产品的性能稳定性。

       peek树脂本身无毒、质量轻、耐腐蚀,是与人体骨骼最接近的材料之一,能很好地与肌体相容,所以常常被用来代替金属制造人体骨骼。采用连续性碳纤维增强后的peek复合材料弥补了树脂本身在韧性和耐冲击强度方面的缺陷。用碳纤维增强peek复合材料制成的医疗器械在热水、蒸汽、溶剂和化学试剂等条件下表现出较高的机械强度和水解稳定性,适用于高温蒸汽消毒等特殊工作环境。

       热塑性碳纤维在电脑笔记本领域

       挪恩复材已成功开发了一款笔记本外壳专用热塑性碳纤维复合材料。基于环氧树脂的热塑性连续碳纤维复合材料笔记本电脑外壳通过了温度为65℃,湿度为95%,时间为72h的高温高湿测试、盐雾测试、铅笔硬度测试、螺母拉拔力測试。在同等强度条件下.与传统PC制备的电脑外壳相比,厚度可减薄50%,重量减轻40%;而且拥有良好的导热件、屏蔽性、耐候性和耐腐蚀性。

       热塑性碳纤维在汽车领域

       由日本新能源产业技术综合研发机构(NEDO)与名古屋大学国立复合材料研究中心共同研发的碳纤维增强热塑性复合材料汽车底盘,采用“LFT-D工艺”,即全自动长纤维增强热塑性复合材料直接在线成型法。该工艺免去了热压罐法所需的中间步骤,使热塑性树脂及碳纤维的供给到最终产品之间实现了连续自动化生产,在短时间内快速成型。并充分利用热塑性碳纤维的可焊接优势,通过加热熔融连接的方式,形成了全部由热塑性CFRP构成的汽车底盘。

       长碳纤维增强热塑性复合材料不仅密度低,而且具有很好的力学性能,其拉伸强度、弹性模量、冲击韧性、耐热性和耐蠕变性能均明显优于短纤维增强的热塑性塑料,特别是其抗冲击性能较高,适用于汽车的结构件和半结构件,如:前、后吸能保险杠,前端模块骨架,仪表台骨架,前、后座椅骨架,车门模块骨架,备胎仓,电池箱以及车身底部护板和隔声罩等。

       热塑性碳纤维复合材料相较于热固性碳纤维,不仅具备多种优势,在环保方面,由于热塑性碳纤维可回收利用,不仅符合当前社会重视环保的发展诉求,更能减轻碳纤维复合材料的使用成本,未来热塑性碳纤维一定会在更多领域出现,替代传统材料。