三菱化学株式会社(Mitsubishi Chemical Corp.)进一步扩展了其Xlink Tech碳纤维预浸料产品系列,新增**Xlink Tech-HT(#375)和Xlink Tech-HS(#372)**两种材料。目前,公司已经开始这两款新产品的样品供应与相关测试工作。
此次开发的重点,是改善采用**高模量碳纤维(high modulus carbon fiber)**制造的碳纤维增强聚合物(CFRP)在受到冲击时的损伤问题。
对于CFRP结构来说,损伤并不一定首先发生在碳纤维本身。三菱化学指出,复合材料损伤往往可能起源于树脂基体,或者发生在树脂与碳纤维之间的界面。
因此,CFRP所使用的树脂体系除了需要具备较高的强度和耐热性能之外,还需要兼顾抗冲击性能和损伤容限。
高模量碳纤维的重要特点是具有较高的刚度,因此适用于对结构刚性要求较高的复合材料部件。
但三菱化学同时指出,这类纤维虽然刚度较高,却更容易受到冲击损伤影响。
这意味着,在采用高模量碳纤维制造CFRP时,仅提高纤维刚度并不能解决所有结构性能问题。树脂体系以及纤维—树脂界面的性能,同样会影响复合材料受到冲击后的损伤行为。
如何在保持较高刚度的同时提高耐久性和抗冲击能力,一直是这类材料需要解决的问题。
针对这一问题,三菱化学利用其树脂设计技术开发了Xlink Tech-HT(#375)和Xlink Tech-HS(#372)两种新型预浸料。
根据公司公布的信息,这两个系列能够显著改善采用高模量碳纤维制造的CFRP的抗冲击性能和损伤容限。
这里的重点并不是改变高模量碳纤维本身,而是通过调整与纤维配套的树脂体系,使最终复合材料在保持高刚度的同时,更好地承受冲击载荷。
对于预浸料而言,碳纤维承担主要的增强作用,而树脂除了负责将纤维结合成整体之外,还会影响层间性能、裂纹扩展以及受到冲击后的损伤发展。
因此,树脂体系本身的韧性和界面性能,会直接关系到CFRP结构受到冲击后的表现。
三菱化学表示,新型预浸料所提供的高刚度和耐久性组合,可以为复合材料结构设计提供更大的材料选择空间。
目前公司提到的潜在应用领域包括:
不过,三菱化学在目前公布的信息中并没有进一步披露#375和#372两种树脂体系之间的具体性能差异,也没有给出冲击强度、CAI、断裂韧性或其他具体测试数据。
因此,现阶段可以确认的是,这两个系列的开发方向集中在提高高模量碳纤维CFRP的抗冲击性能和损伤容限,但两款产品各自对应的具体性能窗口仍需要等待后续更详细的数据。
从材料设计角度来看,这次产品扩展也说明,高性能CFRP的进一步提升并不只依赖更高强度或更高模量的碳纤维。
当纤维性能不断提高以后,树脂基体以及纤维—树脂界面同样会成为决定复合材料整体性能的重要环节。
丘钛新材料科技(苏州)有限公司致力于为复合材料提供研究设备:预浸带生产线,预浸带分切机,窄带分切机,预浸料分切缠绕机等等。欢迎与我们联系。
丘钛新材料科技(苏州)有限公司
苏ICP备2022047254号