國內的連續(xù)纖維管增強熱塑性預浸料相關產(chǎn)業(yè)起步較晚,到目前為止,市場上仍以連續(xù)玻璃纖維增強PP、PA等通用塑料熱塑性預浸料為主,連續(xù)纖維管增強熱塑性預浸料尚未實現(xiàn)規(guī)?;可a(chǎn)。
有關連續(xù)纖維管增強熱塑性復合材料的研究,一些高等院校研究所及科技型企業(yè)也都開始涉足,例如吉林大學、上海交通大學、上海杰事杰新材料股份有限公司等先后申請了數(shù)量較多的專利:
上海杰事杰新材料(集團)股份有限公司申請了以纖維管和玻璃纖維為增強體,以PP、PE、PA6、PA12、PA1212為基體的連續(xù)纖維增強熱塑性預浸帶的制備方法;
吉林大學對纖維管含量在20%-80%范圍的連續(xù)纖維管增強苯乙炔側基熱塑性預浸料的制備方法;上海交通大學對碳纖維管連續(xù)化浸潤問題的解決等。
雖然連續(xù)纖維管增強通用熱塑性預浸料的制備方法日趨成熟,但由于PPS、PEEK、PI 等工程塑料加工溫度高,需要生產(chǎn)線在350-450℃范圍內長期穩(wěn)定運行,國內絕大多數(shù)生產(chǎn)廠家還達不到這個標準。
因此,連續(xù)纖維管增強高性能工程塑料(PEEK 、PPS或PI等)預浸料在國內尚未有實際的批量化生產(chǎn)。
在此情況下,發(fā)展連續(xù)纖維管增強高性能復合材料預浸料意義重大。一方面,連續(xù)纖維管增強高性能熱塑性復合材料同熱固性纖維管復合材料一樣具備輕質高強、耐腐蝕、耐疲勞等性能優(yōu)勢,在實際應用中可大幅度減重并能大提升制件性能。
另一方面,連續(xù)纖維管增強高性能熱塑性復合材料預浸料同熱固性碳纖維管復合材料預浸料相比具有存儲要求低、可回收、可二次加工利用等優(yōu)點,更符合國家的新能源及可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。
不過,發(fā)展連續(xù)纖維管增強高性能復合材料預浸料并非易事,國外的連續(xù)纖維管增強高性能熱塑性復合材料技術成果早就市場化了,但其核心制造技術及相關的裝備都被嚴格保密起來,對中國還實施更嚴茍的封鎖政策。
目前,大多數(shù)企業(yè)、科研院和進出口貿易公司都只能靠少量的進口,并為其承擔了更高的應用成本。以連續(xù)碳纖維管增強PEEK預浸料為例,國外售價折合人民幣約5500元/kg,國內企業(yè)購買所涉及的限制采購。
關稅、運輸?shù)葻┈崋栴}將實際價格進一步推高,拿到手的實際價格差不多是成本價格的2-3倍。這就很大地限制了市場對此類產(chǎn)品的大范圍深入應用。因此,國內要發(fā)展高性能連續(xù)碳纖維管增強熱塑性預浸料只能靠自己。
正是看到了連續(xù)纖維管增強熱塑性預浸料的市場需求和應用前景,我們無錫智上新材料科技有限公司投入重資,靠自主研發(fā)加廠商合作的模式,建設了一條用于制造連續(xù)纖維管增強熱塑性預浸料的生產(chǎn)線。
這條預浸料生產(chǎn)線不僅可以批量生產(chǎn)碳纖維管增強PEEK預浸料,還可以用于制造連續(xù)碳纖維管增強PI、PPS等多種熱塑性高性能復合材料預浸料。我公司的這條新生產(chǎn)線前期試樣比較順利。
生產(chǎn)出的連續(xù)纖維管增強PEEK預浸料纖維體積分數(shù)穩(wěn)定、表面狀態(tài)良好,日產(chǎn)量可達100平方,后期經(jīng)過技術調試和改進,產(chǎn)量還有望得到進一步提升。
連續(xù)纖維管增強熱塑性預浸料進入批量化生產(chǎn)后將打破國外的壟斷局面,彌補國內相關領域與國外的差距,相對更加低廉的價格也可以擴大其在交通運輸、醫(yī)療設備、民用器械等領域的深入應用,使高性能纖維管熱塑性復合材料真正地進入產(chǎn)業(yè)化時代。