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歐盟ESPRIT工程開發(fā)新一代自增強復(fù)合材料
2010-5-4 來源:復(fù)材在線
關(guān)鍵詞:自增強復(fù)合材料 歐盟

    由歐盟第七科技框架規(guī)劃(EC FP7)出資進行的ESPRIT工程始于2008年,預(yù)定完成周期為3年半,目的是將自增強塑料技術(shù)(SRP)提高到一個新的水平以改善增強纖維材料和基體材料的性能,并從根本上改進生產(chǎn)工藝。利用先進的分級(選擇性)熔化工藝來開發(fā)生產(chǎn)預(yù)處理技術(shù),使材料混合體在不影響到纖維加強材性能的前提下可以流動成型。
  
    到目前為止,ESPRIT工程已經(jīng)進行了大范圍的基體材料定位、定性、制造測試,以便從這些基體材料中生產(chǎn)出可以流動成型的自增強塑料,包括自增強聚烯烴(srPO)、自增強尼龍(srPA)和自增強聚酯(srPet)。通過一些早期的工藝測試(他們)也得出了各種材料的臨界溫度值和收縮性能。
  
    通過使用SRP材料,從材料的使用量和構(gòu)件重量上來看,可以減輕同等硬度常規(guī)應(yīng)用材料重量的百分之三十,不論是在產(chǎn)品制造還是在成品使用過程中都能節(jié)省能源,例如在汽車制造業(yè)的應(yīng)用。
  
    早期通過敏感型添加劑進行的選擇性熔化測試已經(jīng)顯示了這種工藝有著極大的開發(fā)可行性和非常廣的應(yīng)用潛力。SRP系列材料不論是在現(xiàn)有的成型技術(shù)還是在一些新的特殊成型技術(shù)中都能使用,(這樣)有助于將這些新型材料的商業(yè)潛能最大化。
  
    參與這個項目的一些合作方已經(jīng)取得了不小的成績,將混合紗線拉擠工藝發(fā)展到了連續(xù)桿工藝,將切斷的加強材纖維應(yīng)用到混合材料流動成型上。據(jù)悉,一名客戶已經(jīng)建成了一條成功運行的生產(chǎn)線,每小時可以用聚酰胺(PA)、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PBT)、聚丙烯(PP)和聚對苯二酸乙二醇酯(PET)的混合材料生產(chǎn)5公斤的纖維微粒。與此相應(yīng),還應(yīng)用了一種新開發(fā)的適于各種不同性能熱固性加強材料纖維的切割器,正如在從碳纖維或玻璃纖維生產(chǎn)中要用到的切割器一樣。經(jīng)過多方的共同努力,ESPRIT工程已經(jīng)在利用改良基體材料和增強材原料高效生產(chǎn)纖維微粒樣品方面打下了扎實的基礎(chǔ)。
  
    纖維(微粒)增強的聚丙烯基復(fù)合材料具有極高的抗撞擊強度。這種包含有纖維(微粒)增強材的復(fù)合材料,表現(xiàn)為一種具有超高模量的絕妙性能組合:高張力、高抗疲勞性,低劃痕敏感度。跟聚丙烯基材料相比,模量增加了一倍,強度增加了超過百分之五十,同時剛性增加了百分之二十,最值得一提的特性是對于抗刻劃強度:增加到了每平方米3-55KJ,這甚至超過最好的現(xiàn)有改良聚丙烯材料。同樣,開發(fā)出的自增強聚酯也顯示出在不增加材料密度的前提下,彈性模量比無填充材料的聚酯材料增強了百分之五十。
  
    這些新型材料所包含的纖維(微粒)最大直徑為10毫米,可以在復(fù)雜形狀的物體加工時使用注射成型工藝——整個過程中最大的難點是如何在工藝過程中保持熱固性纖維增強材的完整性。

    理想的新材料加工工藝是,使標準設(shè)備適應(yīng)增塑區(qū)域、注射過程、聚合體加熱過程,另外還要考慮材料在包裝和成型時的溫度。
  
    這個工程團隊由精選出來的材料改良技術(shù)、機器制造、測試、工藝開發(fā)和制造的優(yōu)秀人才組成,來自包括塑料材料研究協(xié)會(AIMPLAS), 德國增強塑料聯(lián)合會(AVK), 歐洲熱塑性復(fù)合材料同盟(EATC), 康菲爾公司(Comfil), 法國Fibroline公司(Fibroline), 德國弗里克馬拉微波技術(shù)公司(Fricke und Mallah Microwave Technology), 德國復(fù)合材料公司(INSTITUT FUR VERBUNDWERKSTOFFE GMBH,IVW), NetComposites公司(組織和協(xié)調(diào)方), PEMU公司, Polisilk公司, Promolding公司, 瑞士Regloplas等在內(nèi)的大公司和研究機構(gòu)。

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