硬核“黑”科技 | 和而不同造就材料大咖VESTAPE?



 
  每年各地的高考作文題都會引發熱議,特別是今年的江蘇卷,題目著實讓我們這些材料人眼前一亮,因為這段描述,明明講述的就是復合材料的人生啊。
 
  你知道嗎?
 
  復合材料必須由兩種或兩種以上化學、物理性質不同的材料組分,以所設計的形式、比例、分布組合而成,各組分之間有明顯的界面存在;
 
  不同的材料組成,鋪層,結構等都可以進行設計;
 
  復合材料不僅能保持各組分材料性能的優點,更為重要的是,通過各組分性能的互補和關聯,可以獲得單一材料所不能達到的綜合性能。
 
  如此一來,是不是也有一種五味陳雜,共贏共生的感覺?
 
  用一個詞來概括,復合材料的大特點就是——“和而不同”。
 
  贏創集團下屬的高性能聚合物事業部,在復合材料的生產研發中具有得天獨厚的熱塑性樹脂資源。例如,耐化性卓越的PA12(尼龍12)和耐高溫高壓自阻燃的PEEK(聚醚醚酮)。
 
  而增強體方面,則擁有綜合性能優異的單向碳纖維,贏創公司通過其制成的預浸帶產品,簡稱為碳纖維單向帶。
 
  什么叫熱塑性?
 
  簡而言之就是加熱可塑性, 一個加熱冷卻循環就可實現一個成型過程,迅速高效,產品使用完成后再加熱熔融,又可以再次成型使用。
 
  因此,贏創重點開發了一款當下材料界熱門的材料—— 連續性單向碳纖維增強的熱塑性復合材料。
 
  這款做好的預浸待用的材料(如下圖)就叫做“預浸料”。
 


 
  通俗來講,預浸料就像造房子用的磚瓦一樣,是一個部件基礎的構造。鋪層時纖維的角度,層數,是否放入夾層芯材,都可以形成不同的結構,從而影響終復合材料部件的性能。這就是我們前面提到的,復合材料的結構可設計性。
 
  預浸的工藝有很多種,根據選用的基體材料特性不同,也需要選擇合適的工藝來與之相匹配。
 
  因為浸潤的質量和效率直接影響預浸料的性價比,比如PA12樹脂,熱加工窗口比較寬,熔融黏度適中,簡單的熱熔法就可以很好的浸潤纖維。
 
  而PEEK樹脂,一般都需要先研磨成細粉,用懸浮液法或者撒粉法,后經加熱滾壓實現纖維的充分浸潤。(如下圖所示)
 


 
  那么,在實際的應用領域,以上各種的“不同”結合起來到底能衍生出何種不一般的作用呢?
 
  在航空領域,PEEK基碳纖維單向帶已經逐漸應用于飛機地板梁角片,發動機渦輪部件,前緣以及各種肋結構件。并已得到空客(Airbus)的認證,批量化用于“墨鏡俠”A350的生產中。
 
  空客A350是上先進的復合材料寬體大飛機之一,它的復合材料使用量占全機結構的53%
 

 
  在海底石油鉆采工程中,贏創的VESTAPE®系列產品可作為柔性復合管的增強層,具有輕質高強、滲透性低和耐腐蝕等優點,適用于各種海底管道,如立管、跨接管、井下管、集輸管和伺服管。
 
  用其制成的熱塑性復合管(TCPs)可盤卷且可經濟高效地運輸;它們可以在更短的船舶租期內借助輕型船舶實現安裝,使得油田作業快速完成,并顯著降低總安裝成本。
 

 
  預計到2019年底,VESTAPE® PA12/CF在該TCPs應用領域,將通過DNV-GL-ST-F119的認證。
 
  正所謂:君子和而不同,上天入海,歲月從容。