日本東麗開發高剛性低比重新型碳纖維增強發泡材料

  日本東麗官網消息3月28日稱,公司推出革新的碳纖維增強發泡材料CFRF(Carbon Fiber Reinforced Foam)。這種材料具有兩大特性。一是比重低,與一般發泡材料相當;二是剛度高,可與纖維增強樹脂相媲美。二者兼備,正是其創新所在。
  這種CFRF是碳短纖維形成的三維立體結構,在交接處以樹脂加固,形成多孔、高剛度的產品特性。它以一種新開發的碳纖維片狀基材作為原材料,通過模壓工藝立體成型,剛度高、質量輕、生產周期短,在汽車、飛機等領域有較好的應用前景。這種新開發的碳纖維片狀基材,是由分散均一的碳短纖維與粘合樹脂經過固化加壓獲取。加熱加壓過程中,基材中的樹脂軟化、纖維恢復彈性,二者再度結合之后形成上述CFRF發泡材料。
  CFRF的比重與一般發泡片材相當,數值達到0.2-0.6;其模量則與纖維增強樹脂不相上下,達到5-12GP。若以彎曲剛度為衡量標準,為達到相同數值所需的CFRF約是鋼鐵的20%,是一般碳纖維增強塑料的60%。
  如上所述,CFRF是用碳纖維片狀基材作為原材料,在加熱加壓條件下獲得的。此過程中,基材在其厚度方向膨脹,形成與模具貼合的立體形狀。有賴于此,一般發泡片材難以達到的外觀形狀,CFRF都可以實現。
  此外,CFRF可與熱固/熱塑性片材同時使用,一體成型。這為產品的設計帶來極大的靈活性。譬如以CFRF作為夾芯材料,以預浸料或連續纖維等作為表面材料,進而生產出的三明治結構,既具備如同CFRP一般出色的抗拉強度,又具備CFRF超輕量、高剛度的特性。
  今后,東麗公司將以CFRF質量超輕、設計自由度高的特性作為切入口,先在汽車、飛機等重點領域進行推廣,進而將市場擴大到運動、工業領域。
  目前,CFRF已面向部分客戶進行推介,并成功獲得使用。它將使復合材料行業客戶對產品設計自由度和輕量化的訴求得到滿足。
  CFRF產品的成功研發是日本NEDO機構組織的“革新的構造材料研究”項目獲得的成果之一。
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