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高抗拉模量碳纖維與熱塑顆粒的匹配
【塑料機(jī)械網(wǎng) 科技創(chuàng)新】東麗工業(yè)公司制造了一種高拉伸模量的碳纖維和熱塑性塑料顆粒，是采用上述纖維進(jìn)行注塑成型的理想材料。據(jù)報(bào)道，這種顆粒能夠高效地生產(chǎn)復(fù)雜、堅(jiān)硬、重量輕的零件，從而降低對(duì)環(huán)境的影響。東麗認(rèn)為，這些進(jìn)步可以大大提高成本效益。該公司將在未來(lái)三年內(nèi)推進(jìn)纖維和顆粒的研發(fā)，實(shí)現(xiàn)商業(yè)化。
東麗市場(chǎng)的Torayca T系列高強(qiáng)度碳纖維主要用于壓力容器、汽車和其他工業(yè)應(yīng)用以及航空航天領(lǐng)域。2014年，該公司推出了Torayca T1100碳纖維，其拉伸強(qiáng)度為7.0 GPa，拉伸彈性模量為320 GPa，具有世界水平。
2018年，該公司通過(guò)將Torayca M40X商業(yè)化，進(jìn)一步拓展了碳纖維在運(yùn)動(dòng)裝備和航空航天結(jié)構(gòu)材料上的潛力。該產(chǎn)品采用了專有的納米級(jí)纖維結(jié)構(gòu)控制技術(shù)，以平衡高壓縮強(qiáng)度和5.7 GPa的拉伸強(qiáng)度，拉伸模量377 GPa。然而，該纖維的直徑為5微米，限制了生產(chǎn)效率，使成本成為問(wèn)題。
在近的開發(fā)工作中，東麗通過(guò)其Torayca MX系列控制技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展來(lái)應(yīng)對(duì)這一挑戰(zhàn)，以創(chuàng)建具有均勻內(nèi)部結(jié)構(gòu)的7微米光纖。其結(jié)果是一種拉伸彈性模量為390GPa的纖維，比Torayca系列工業(yè)應(yīng)用產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)水平高出約70%，具有更好的性價(jià)比。
Torayca熱塑性顆粒與新開發(fā)的碳纖維相結(jié)合，在成型后比傳統(tǒng)的高拉伸模量產(chǎn)品保持更長(zhǎng)的纖維。因此，該顆粒的拉伸模量可達(dá)到41 GPa。這與鎂合金的45 GPa相當(dāng)。同時(shí)，顆粒的比重僅為1.4，而鎂合金的比重為1.8。利用這些顆粒通過(guò)注塑成型工藝制造復(fù)雜零件，將大幅提高生產(chǎn)效率，為輕量化零件做出很大貢獻(xiàn)。
東麗正尋求為其先進(jìn)的顆粒培養(yǎng)多樣化的應(yīng)用，包括用于輕量化的下一代汽車及工業(yè)領(lǐng)域的零件。
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