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碳纖維復合材料CFRP研發(fā)重點：“耐高溫”＋ “阻燃性”
【塑料機械網(wǎng) 編輯視角】碳纖維增強復合材料，簡稱CFRP，主要是成份是碳元素組成的特種纖維，可達到耐高溫，耐摩擦，導電、耐腐蝕以及超高的強度，質(zhì)量極輕。碳纖維復合材料(CFRP)要比鋼輕約4倍，但強度卻是鋼的10倍。前幾年，僅應用于科研、國防等高端的領域，近幾年由于產(chǎn)量與質(zhì)量的提升，已經(jīng)向民用化普及，包括汽車、自行車、手機等很多行業(yè)都會采用CFRP，甚至包括2022年北京冬奧會倒計時一周年活動上的火炬，其外殼就是采用了耐高溫碳纖維材料，其中的火炬燃燒罐也以碳纖維材質(zhì)為主，令人震驚的是，該材料還使此款火炬能耐受高于800℃的氫氣燃燒溫度。
纖維復合材料的“耐高溫”和“阻燃性”是當下研發(fā)的重點課題。
碳纖維增強復合材料(CFRP)在產(chǎn)品成型部分需要借助模具溫度控制系統(tǒng)，以便讓產(chǎn)品達到更高的質(zhì)量要求，加速生產(chǎn)周期，達到產(chǎn)能與質(zhì)量的同步提升。以往在提高復合材料散熱性能方面，研究人員做出了很多努力，比較傳統(tǒng)的方法是通過采用外部或內(nèi)部石墨片來提高材料的散熱效果，獲得了出色的導熱性、散熱性和擴散性。不過東麗公司指出，這種薄片容易斷裂、散開和損壞，從而影響材料的性能。
近日，日本三菱化學株式會社宣布已開發(fā)出兼具輕質(zhì)、剛性和高耐熱性的碳纖維復合材料 (CFRP)，以酚醛樹脂為基體樹脂，具有高耐熱性，即使在300°C下其物理性能也不會降低。
而此前，日本東麗公司也宣布開發(fā)出了一種高導熱技術，可將碳纖維增強塑料的散熱性能提升至與金屬材料相當。此公司在公告中指出，將這項技術應用于到碳纖維增強復合材料中可通過材料內(nèi)部的熱傳導路徑有效地散熱。該材料應用前景比較廣泛，例如，可以幫助抑制電動車或電子設備中的電池退化，同時提高電子產(chǎn)品的使用性能。
現(xiàn)在，一種阻燃碳纖維增強復合材料也已被開發(fā)出來。
所謂的阻燃劑并不意味著材料不易燃，但在規(guī)定溫度的明火下，需要保持一定時間的相應強度，其燃燒速度低于配方速度，燃燒產(chǎn)物無毒。
韓國科學技術院(簡稱KIST)宣布，其先進復合材料研究所的一個研究小組在Yong chae Jung博士的領導下，采用源自植物的鞣酸開發(fā)了一種阻燃碳纖維增強塑料(CFRP)，同時還提出了一種環(huán)保的回收方法。與焚化回收的方法不同，這種方法是焚燒環(huán)氧樹脂，僅剩下不完整的碳纖維有待回收，這種新的回收方法可以回收復合材料中的所有組成部分。
當碳纖維復合材料在明火和高溫下的安全達到或接近金屬材料的水平時，碳纖維復合材料的應用領域必將進一步擴大。在需要輕質(zhì)的一些區(qū)域中，由于溫度限制，不能使用碳纖維復合材料。還將消除這一關切，這有利于在市場中應用和促進碳纖維復合材料。
資料來源：中國復合材料學會、復材模壓網(wǎng)、新材料日報
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