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欧盟ESPRIT工程开发新一代自增强复合材料
2010-5-4 来源:复材在线
关键词:自增强复合材料 欧盟

    由欧盟第七科技框架规划(EC FP7)出资进行的ESPRIT工程始于2008年,预定完成周期为3年半,目的是将自增强塑料技术(SRP)提高到一个新的水平以改善增强纤维材料和基体材料的性能,并从根本上改进生产工艺。利用先进的分级(选择性)熔化工艺来开发生产预处理技术,使材料混合体在不影响到纤维加强材性能的前提下可以流动成型。
  
    到目前为止,ESPRIT工程已经进行了大范围的基体材料定位、定性、制造测试,以便从这些基体材料中生产出可以流动成型的自增强塑料,包括自增强聚烯烃(srPO)、自增强尼龙(srPA)和自增强聚酯(srPet)。通过一些早期的工艺测试(他们)也得出了各种材料的临界温度值和收缩性能。
  
    通过使用SRP材料,从材料的使用量和构件重量上来看,可以减轻同等硬度常规应用材料重量的百分之三十,不论是在产品制造还是在成品使用过程中都能节省能源,例如在汽车制造业的应用。
  
    早期通过敏感型添加剂进行的选择性熔化测试已经显示了这种工艺有着极大的开发可行性和非常广的应用潜力。SRP系列材料不论是在现有的成型技术还是在一些新的特殊成型技术中都能使用,(这样)有助于将这些新型材料的商业潜能最大化。
  
    参与这个项目的一些合作方已经取得了不小的成绩,将混合纱线拉挤工艺发展到了连续杆工艺,将切断的加强材纤维应用到混合材料流动成型上。据悉,一名客户已经建成了一条成功运行的生产线,每小时可以用聚酰胺(PA)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PBT)、聚丙烯(PP)和聚对苯二酸乙二醇酯(PET)的混合材料生产5公斤的纤维微粒。与此相应,还应用了一种新开发的适于各种不同性能热固性加强材料纤维的切割器,正如在从碳纤维或玻璃纤维生产中要用到的切割器一样。经过多方的共同努力,ESPRIT工程已经在利用改良基体材料和增强材原料高效生产纤维微粒样品方面打下了扎实的基础。
  
    纤维(微粒)增强的聚丙烯基复合材料具有极高的抗撞击强度。这种包含有纤维(微粒)增强材的复合材料,表现为一种具有超高模量的绝妙性能组合:高张力、高抗疲劳性,低划痕敏感度。跟聚丙烯基材料相比,模量增加了一倍,强度增加了超过百分之五十,同时刚性增加了百分之二十,最值得一提的特性是对于抗刻划强度:增加到了每平方米3-55KJ,这甚至超过最好的现有改良聚丙烯材料。同样,开发出的自增强聚酯也显示出在不增加材料密度的前提下,弹性模量比无填充材料的聚酯材料增强了百分之五十。
  
    这些新型材料所包含的纤维(微粒)最大直径为10毫米,可以在复杂形状的物体加工时使用注射成型工艺——整个过程中最大的难点是如何在工艺过程中保持热固性纤维增强材的完整性。

    理想的新材料加工工艺是,使标准设备适应增塑区域、注射过程、聚合体加热过程,另外还要考虑材料在包装和成型时的温度。
  
    这个工程团队由精选出来的材料改良技术、机器制造、测试、工艺开发和制造的优秀人才组成,来自包括塑料材料研究协会(AIMPLAS), 德国增强塑料联合会(AVK), 欧洲热塑性复合材料同盟(EATC), 康菲尔公司(Comfil), 法国Fibroline公司(Fibroline), 德国弗里克马拉微波技术公司(Fricke und Mallah Microwave Technology), 德国复合材料公司(INSTITUT FUR VERBUNDWERKSTOFFE GMBH,IVW), NetComposites公司(组织和协调方), PEMU公司, Polisilk公司, Promolding公司, 瑞士Regloplas等在内的大公司和研究机构。

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