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中国纤维流行趋势2021/2022入选纤创未来——高性能碳纤维
 

推荐理由

碳纤维为复合材料之“芯”,大国之重器。企业自主研发全套国产化技术与装备,突破高品质超高强度碳纤维制备技术,强度达到6400MPa以上,整体水平达到国际先进;中模高强碳纤维预浸料制备技术愈加成熟,满足大尺寸、曲面复合材料主承力结构要求。高性能碳纤维为航空航天、固体发动机壳体等提供国产化原料支撑,也为进一步实现轻量化提供解决方案。


推荐品种

  • 超高强度碳纤维|品牌:神鹰、拓展

  • 中模高强碳纤维预浸料|品牌:恒神




超高强度碳纤维


推荐理由
企业自主开发技术,超高强度碳纤维力学性能、工艺性能均与国外同类产品相当,实现国产替代。

制备技术
先制备出高分子量、高特性粘度、高均一性的聚合原液,然后采用干喷湿纺纺丝技术制备出T1000G级超高强度碳纤维原丝,最后通过预氧化和碳化纤维结构精细控制技术制备出超高强度碳纤维。

纤维及制品特点

主要规格

  • SYT65-12K、QZ6026-12K
标准及认证
  • 《聚丙烯腈基碳纤维》(GB/T 26752-2020)

纤维性能与制品特点
  • 超高强度、超高模量
  • 可加工性好、纤维利用率高
  • 复合材料转化率及其拉伸性能优异


应用技术


  • 织物技术:适用于加工碳纤维机织物,也可与玻璃纤维、芳纶、玄武岩纤维混合编织。

  • 预浸技术:适用于加工环氧树脂、酚醛树脂、双马树脂基等预浸料产品。

  • 成型工艺:根据不同应用场景,在发挥材料性能优势的基础上综合考虑生产成本来选择成型加工工艺。适用于缠绕成型、树脂传递模塑成型、热压罐成型等。


纤维应用


Q:

超高强度碳纤维的技术和性能与国外同类产品相比,情况如何?


A:

该产品开发过程中的聚合、干喷湿纺、碳化技术以及聚合釜、纺丝机、蒸汽牵伸机、预氧化炉、碳化炉等装置和油剂、上浆剂等辅料全为自主研发,拥有碳纤维生产成套装备技术,能够完全摆脱国外进口。干喷湿纺技术制备的纤维力学性能大幅提升、生产效率显著提高。纤维拉伸强度达到6400MPa以上,拉伸模量达到294GPa以上,达到国际先进水平。





中模高强碳纤维预浸料



推荐理由
中模高强碳纤维预浸料具有比强度、比模量高和耐疲劳等的特点,可应用于复合材料主承力结构部件,进一步实现在航空航天等领域的轻量化。

制备技术
  • 在一定的压力和温度下,把树脂胶膜和相应的纤维或织物经过热熔浸胶进行辊压浸渍,所制备出来的材料为热熔预浸料。
  • 第一步涂膜:在涂膜设备上完成胶膜的制备,树脂面密度控制在±2%;
  • 第二步含浸:将制备好的胶膜转移至含浸设备与碳纤维进行复合,树脂在温度和压力的作用下完成对碳纤维的浸润,最后冷却收卷。预浸料面密度控制在3%。


预浸料生产工艺流程图

纤维及制品特点
主要规格
  • EH918-35%-12KHF40-U-145gsm-1000
  • EH918-T-33%-12KHF40-U-133gsm-300
  • EH918-F-33%-12KHF40-U-133gsm-6.35



【预浸料产品】

  • 一类预浸料幅宽1000mm,主要用于制造复杂结构的碳纤维复合材料,采用手工铺贴在模具上完成预制体的准备,并通过热压罐成型工艺完成制造。
  • 二类预浸料幅宽300mm,主要用于制造大尺寸简单形状的碳纤维复合材料,采用设备将预浸料自动铺贴在模具上完成预制体的准备,并通过热压罐成型工艺完成制造。
  • 三类预浸料幅宽6.35mm,主要适用自动铺丝工艺,可实现单独控制、并可进行转弯,具有较强的曲面适应能力,不仅可以铺放凹面、凸面,还可以实现开口、补强等变厚铺层。

标准及认
  • Q/321181THS002聚丙烯腈基碳纤维企业标准
  • HSCP3-ZS-J008预浸料树脂原材料规范
  • HSCP3-ZS-J027预浸料用树脂规范


 

纤维性能与制品特点

  • 碳纤维预浸料的强度可以达到钢材的6-12倍,密度只有钢材四分之一
  • 可塑性好,可根据模具形状做成任何形状,成型容易,便于加工
  • 粘性寿命长,能够满足大型航空航天制件的铺贴周期要求
  • 抗冲击性能优异,单向预浸料冲击后压缩性能(CAI)大于300MPa

HF40级碳纤维的力学性能


EH918/HF40-12K环氧碳纤维预浸料的性能指标

应用技术
  • 操作过程:预浸料裁剪铺贴时要在洁净间内进行;铺贴过程要保持预浸料表面平整,不能有褶皱,发现层间有气泡时,及时赶出;建议预浸料铺贴每4层进行一次预压实操作;

  • 固化过程:全真空,热压罐中施加6.0bar压力;以1~3℃/min的升温速率加热至180℃(热电偶最低温处);保持180℃,6.0bar恒温至少2小时;以不大于3℃/min的降温速率降至60℃以下。


纤维应用
  • 民用大型飞机结构部件、无人机

Q:

中模高强碳纤维预浸料的优势是什么?


A:

EH918/HF40预浸料为增韧环氧树脂体系,主要用于平面型或低曲率曲面的准平面型复材整体结构件铺层制造,采用干法缠绕和铺贴工艺相结合的方法,技术可实现一体化成型,其CAI值在310MPa以上。




文章来源:中国纤维流行趋势报告

 
 
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