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【汽车】JEC复合材料创新奖-反应性热塑性拉挤成型工艺(汽车和道路运输类别)

 JEC是一个致力于推广复合材料并促进其在全球应用的全球性组织。

每年,JEC复合材料创新奖都会表彰复合材料行业内成功的倡议和合作努力。在过去的26年里,该项目吸引了全球2000多家公司,表彰了225家公司和573家合作伙伴在复合材料创新和有效合作伙伴关系方面的杰出成就。

01汽车和道路运输-工艺

2024年的展会中,Röchling Automotive SE凭借反应性热塑性拉挤成型荣获JEC的汽车和道路运输类工艺奖。

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获奖理由:

01Robust Processes and Raw Materials(稳定的工艺和原材料)
02Sustainable - Just a Single Polymer(可持续-只需一种聚合物)
03Strong by Design and Reinforcements(通过设计和加固性能更强)
04Light due to Materials Savings(材料节约带来的轻量化)
05Flexible use in Diverse Applications(在各种应用中灵活使用)

 反应性热塑性拉挤成型能够生产经济高效且高弹性的汽车零部件。型材通过注塑或压缩成型集成到最终部件中。基于PA6的复合材料无需拆卸即可简单回收。这项创新是使用现场拉挤PA6GF型材来制造汽车行业经济高效的复合材料零件。

  通过使用连续拉挤成型与最先进的注塑成型来高效生产增强零件,可以实现高效低成本的生产。拉挤型材可实现的纤维含量高于替代增强材料,并且由于注塑成型和拉挤型材采用相同的塑料材料,整个部件可以回收利用,无需任何拆卸操作。

02PA6反应注射拉挤成型

 与通常的拉挤工艺相比,反应注射(RIM)拉挤工艺的特点在于:拉挤过程中是将树脂组份直接注入树脂浸渍腔或拉挤模具入口处与增强材料浸渍,然后通过加热的模具成型,它实际上是将拉挤工艺与(RIM)模塑工艺结合起来,而形成的一种很有特色的工艺。增强纤维通过导纱器和预成型模后,进入连续树脂传递模塑模具中,在模具中以稳定的高压和流量,注入专用树脂,使增强纤维充分浸透和排除气泡同,在牵引机的牵引下进入模具固化成型,从而实现连续树脂传递模塑或称注射拉挤。这种方法所用原料不是聚合物,而是将两种或两种以上液态单体或预聚物,以一定比例分别加到混合头中,在加压下混合均匀,立即注射到闭合模具中,在模具内聚合固化,定型成制品。由于所用原料是低黏度液体,用较小压力即能快速充满模腔,所以降低了合模力和模具造价,特别适用于生产大面积制品。反应注射成型要求树脂的各组分一经混合,立即快速反应,并且能固化到可以脱模的程度。成型设备的关键是混合头的结构设计、各组分准确计量和输送。此外,原料贮藏及模具温度控制也十分重要。

 通过利用反应性热塑性基质,如聚合成聚酰胺6(PA6)的ε-己内酰胺,结合反应注射拉挤成型工艺成型的型材具有极大竞争性的机械性能、通过二次成型进行热成型和功能化的潜力,以及易于机械回收,使其成为各行业节能和资源节约部件的理想选择。

 ε-己内酰胺的粘度非常低(约10mPa*s),确保了增强纤维的最佳浸渍。通过调节市售材料中活化剂和催化剂的浓度,可以控制聚合速率,从而实现高拖运速度和经济高效的生产。基质的阴离子聚合与选定的纤维相结合,在基质和纤维之间形成化学键,从而产生与热固性基质相当的性能。基质改性也可以使用添加剂,如着色剂和阻燃剂。

 因为水分阻会碍聚合,因此人们已经做了很多努力来克服ε-己内酰胺反应过程中水分带来的挑战。Röchling公司开发了避免和补偿水分影响的技术,确保即使在恶劣环境中也能稳定生产出高质量的制件。PA6型材可以直接取代热固性型材,也可以在LFT-D或注塑工艺中与短纤维增强聚合物结合用作局部增强材料。目前反应性热塑性拉挤成型的PA6制件已经广泛应用于电池外壳、圆顶支柱和加强元件等汽车动力部件和结构部件。