不饱和树脂复合材料7
以往车辆部件用SMC/BMC树脂绝大多选用玻璃纤维作为增强材料,随着人们对车辆的轻量化、低油耗、高安全性、环保等要求的提高,高强度纤维复合材料,特别是碳纤维复合材料(CFRP)因其质量小,高强度、高刚性和良好的耐蠕变与耐腐蚀性,而成为很有前途的汽车用轻量化材料。碳纤维复合材料在汽车上的应用,美国开展得好。碳纤维增强复合材料具有重量轻、高力学性能的优点,特别是弯曲模量(刚度)出色。为了大程度降表4汽车型SMC和高强度乙烯基酯树低重量,碳纤维增强材料传统上使用不含填料的环氧树脂制成。由于使用手糊成型或树脂传递模塑成型工艺,该材料通常用于制造小批量的航空部件、赛车等特殊产品。
环氧树脂的高成本、碳纤维价格的昂贵和劳动密集的成型工艺限制了碳纤维复合材料的规模工业化应用。为此国内外业界致力于规模化、低成本碳纤维增强复合材料的研发,事实上过去20年中创造了2个6年间产量翻番的纪录,碳纤维的价格已下降,应用也得到促进。如果进一步抓住机遇加快发展,碳纤维复合材料实现大规模汽车应用就有非常客观的可能性。汽车部件应用碳纤维增强SMC(CF-SMC)可使重量明显降低,随之连接件、承载构件、紧固件等附件的重量也可减轻。汽车部件通常要承受多种载荷,如果发挥材料50%的拉伸和50%的弯曲强度作用,那就意味着CF-SMC部件的壁厚可以比传统的SMC减少40%,因此基于刚性,如用CF-SMC替代标准SMC应该可以降低重量55%左右。
近,欧洲的公司推出了用于非A级表面的半结构和结构汽车部件用的乙烯基酯CF-SM。原材料和成型设备由德国Ludwig-shafcn公司提供。所产CF-SMC提供了极好的工艺性、很轻的重量和高的机械性能组份为Atlac XP810乙烯基酯树脂和分散型大丝束(48K)碳纤维增强材料。CF-SMC显示出良好的流动性和均匀的纤维分布性,闭模速度和固化时间可参照标准SMC。模压件的力学性能(表5)和比重明显优于同等的玻璃纤维增强SMC。
表5 碳纤维增强CF-SMC(含50%纤维)力学性能
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参数 |
测试标准 |
数值 |
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拉伸强度/MPa |
ISO-527 |
175 |
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拉伸模量/GPa |
ISO-527 |
27 |
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断裂延伸率/% |
ISO-527 |
1 |
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弯曲强度/MPa |
ISO-178 |
315 |
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弯曲模量/GPa |
ISO-178 |
23 |
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断裂延伸率/% |
ISO-178 |
1.6 |
加入世贸组织,对的FRP企业机遇大于挑战,前亚洲(去除日本)人均复合材料的消耗量只有0.3kg左右,非常低。因此,复合材料的发展在亚洲具有很大的潜力和空间。近几年的FRP将继续有长足发展,FRP的增长速度以超过经济发展平均增长速度而发展,但对FRP制品质量的要求也会愈来愈高,为此,各大公司不断开发新产品以满足客户更广泛的需求。








































