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 安徽旭升新材料有限公司創建于2016年,是一家專業從事新能源汽車用超能復合材料研發與生產的高新技術企業。公司將投資3.5億元,建立年產5000T新能源汽車用超能復合材料,年銷售收入11億元。公司建立復合材料研發中心,公司建有院士工作站、博士后工作站。公司申報國家專利35項,已經授權10項,公司現有PC光擴散材料和碳纖維復合材料二大系列產品,廣泛應用于汽車、電子、電器、通訊、機械、航空等領域。公司長期與BYD汽車、東風汽車、奇瑞汽車合作,長期與上海交大、四川大學、合工大學產學研合作,在上海、溫州設立了分公司,是全國復合材料行業中競爭力較強的創新企業。

      碳纖維熱塑性復合材料具有超性能、超功能、超低成本的新材料。四大優點:(1)預浸料可長期保存;(2)綜合性能優良,特別是在高溫、高濕度下仍能保持良好的力學性能;(3)易成型、生產效率高;(4)制品可重復加工、再生利用。因此,高性能纖維增強熱塑性復合材料自開發以來,在航天、航空、汽車、高鐵、電子、電器等領域均得到應用,發展迅速。

碳纖維熱塑性復合材料易加工成型,邊角廢料可回收利用,不污染環境,成型周期短,可塑性,耐沖擊性,較寬的適用溫度等特點。碳纖維熱塑性復合材料密度較小,1.5g/cm3,強度高,拉伸強度780MPa(2/2編織布)。同時,這種材料與傳統材料相比,具有可減輕重量、設計更靈活以及成本更低的優勢,較好的吸音、隔熱性能,更低的可揮發性有機物(VOC)。碳纖維/尼龍復合材料是一種質輕、高比強度、加工性強、具有多種功能特性的新型復合材料。碳纖維熱塑性復合材料是汽車輕量化的理想選擇,由于碳纖維增強聚合物基復合材料有足夠的強度和剛度,是制造汽車車身和底盤等主要結構件的較輕材料。預計碳纖維復合材料的應用可使汽車車身和底盤減輕質量40%~60%,相當于鋼結構質量的1316。

(1)制備中的關鍵技術

樹脂基體與碳維纖的界面結合技術和融熔浸漬工藝是制備的關鍵技術。

2)尼龍基體的選擇與改性

尼龍材料對碳纖維的浸漬與尼龍材料的熔融指數息息相關,熔融指數與分子量存在著這樣一種關系:熔融指數大,分子量小。分子量小必影響復合材料的綜合性能。因此盡量選擇熔融指數高,分子量的尼龍材料需要大量的試驗。需求的尼龍材料需達到分子量分布窄,流動性好,即熔融指數高的尼龍材料。

另外,還需要對尼龍材料進行改性,使得尼龍材料能夠和碳纖維充分的浸漬以提高材料的綜合性能。發展的改性技術如下:物理改性(引入,正、付抗氧劑,熱穩定劑,紫外線吸收劑等多種助劑);化學改性(通過化學反應引入;與樹脂基體有良好相溶性;對碳纖中偶聯劑有結合力)。

3)纖維的選用及處理

未經表面處理碳纖維增強復合材料機械強度較低,碳纖維性能還不如結構材料中所用的玻璃纖維和碳纖維,其原因在于未經處理的碳纖維表面呈惰性,與樹脂基體的界面結合性較差,因此需要對碳纖維進行表面處理,以增加與基體的反應活性,進一步提高復合材料綜合性能指標.而國內的碳纖維材料還不夠成熟,我們將選用的碳纖維材料經過溶液浸漬、化學偶聯處理以引進耦合基團,耦合基團一端與樹脂基團結合,另一端與結合碳纖維結合,就像一個個錨或釘子把樹脂與碳纖維牢固地結合,能較好地充分浸潤。

(4)融熔浸漬工藝

利用拉擠成型工藝快速制備碳纖維編織布預浸料。。

5)創新點:

A,分子量分布窄、熔融指數高的尼龍材料的分子設計及改性配方設計。

B,碳纖維表面偶聯改性技術。

C,拉擠熔融浸漬工藝的設計。

碳纖維PA熱塑性復合材料是碳纖維復合材料加工新技術,在國內少有。該方案采取碳纖維短切6MM長度,經過預處理(加相容劑等助劑),成為碳纖維束,通過高扭矩雙螺桿機與PA6共擠,形成碳纖維PA復合材料,用該材料采用模壓成型。過去的倒視鏡在480G左右,現在用碳纖維PA復合材料制作倒視鏡只有200G左右,重量減輕58%。應用在新能源汽車上,減輕重量,增強強度。耐刮擦性有所提高,倒視鏡移動性更輕便、靈活,耗電少,受到新能源汽車主機廠好評。 安徽旭升申報國家專利35項,已經獲國家專利 10項。 


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