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| 美日兩國開發成功芳族聚酰胺纖維復合材料 可用近紅外線硬化 |
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| 2005-11-8 中國聚合物網 |
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日本東麗杜邦和美國Kubota Research Associates公司日前開發出一種由含浸熱可塑性樹脂的對位芳酰胺纖維和添加近紅外線吸收劑的無紡布層疊而成的新型長纖維強化復合材料“RUBA-C”，并在日本幕張Messe會展中心舉辦的“2005年國際橡塑料展（IPF 2005）”上進行了展示。該材料不需像CFRP（碳纖維強化塑料）那樣需要較為大型的加熱爐，而且成型時間也短，因此兩公司準備向頂板等汽車外板領域推廣。計劃2005年內供應樣品。
含浸在對位芳酰胺纖維“凱夫拉”布料中的熱可塑性樹脂包括聚酰亞胺、聚丙烯、尼龍和聚氯乙烯等多種樹脂。將多層含浸有樹脂的面料層疊起來，每層之間夾入在聚丙烯中混有碳類近紅外線吸收劑的無紡布，通過照射紅外光束（800～2 000 nm），使之加熱熔解，即可制成復合材料。一次照射可硬化4層。如果層數更多的話，需要照射多次。
該材料還可真空成形。采用與真空成形相同的方法，先將聚酯膠片制成一個簡易形狀，然后抽成真空后進行加壓，再通過照射近紅外線，即可按照它的形狀進行硬化。近紅外線照射設備可以設計成只對所需部分進行掃描，就像是復印機掃描一樣。
該公司首先瞄準的是將該材料應用于汽車外板。作為長纖維強化復合材料，CFRP已經作為航空航天領域的結構材料得以普及。使用時需要將環氧樹脂等熱硬化樹脂用作基質樹脂（matrix resin），利用大型加熱爐加熱10個小時以上，使樹脂發生硬化。因此生產周期長，無法用于汽車等量產品領域。還有一個問題就是在加熱爐中會發生熱老化現象。此次開發的新型復合材料由于使用了熱可塑性樹脂，因此假如是1×3mm的汽車頂板材料，只需數十分鐘即可制成。而且不需使用大型加熱爐，只要利用小型近紅外線照射設備掃描，即可硬化，因此設備投資也低。
另外，纖維和樹脂均比CFRP具備更好的韌性和耐沖擊性，受到沖擊時不會產生碎片到處飛的現象。不過，在抗拉強度等強度特性方面，CFRP要好一些。預計單獨可用于頂板材料等強度相對可以低一些的用途領域。對于門等要求強度相對較高的結構材料來說，可以考慮與CFRP配合使用。 另外，CFRP方面目前也在加緊探討進行高速成形的方法，今后，圍繞著以鋼板為常用材料的汽車外板，預計將會提出使用各種長纖維強化復合材料的方案。
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| （責任編輯：丁玲） |
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