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2020-08-29 14:21:51

日本东丽工业公司开发高拉伸模量碳纤维

日本东丽工业公司(Toray Industries)开发高拉伸模量碳纤维,以及用此类纤维打造的热塑性颗粒。这些颗粒很适合注射成型,可用于高效生产复杂、刚性且重量轻的零部件,从而降低对环境的不良影响。东丽表示,这些产品优势可以大大提升成本性能。该公司将在未来三年内推进此类纤维和颗粒产品的商业化研发。

东丽全新Torayca T系列高强度碳纤维,可用于压力容器、汽车和其他工业应用,以及航空航天领域。2014年,该公司推出Torayca T1100碳纤维,其抗拉强度全球领先,可达到7.0 GPa,抗拉弹性模量为320 GPa。

2018年,该公司对Torayca M40X进行商业化推广,进一步拓展碳纤维在高端运动器材和航空航天结构材料领域的潜力。该产品采用专利纳米级纤维结构控制技术,以平衡高压缩强度、拉伸强度(5.7 GPa)和拉伸模量(377 GPa)。此类纤维的直径为5微米,使生产效率受到限制,而且制造成本是个问题。

在最近的开发过程中,东丽尝试进一步提升Torayca MX系列控制技术,创造具有统一内部结构的7微米纤维,以解决这一挑战。其结果是纤维的抗拉弹性模量达到390 GPa,比Torayca系列工业化应用产品的标准水平高出70%左右,提供更好的性价比。

比起传统的高拉伸模量产品,用新开发的碳纤维打造的Torayca热塑性颗粒,经过成型过程,可以保持更长的纤维。这些颗粒体的拉伸模量可以达到41 GPa,堪比镁合金的45 GPa。与此同时,颗粒比重仅有1.4,而镁合金的比重为1.8。通过注射成型工艺,使用这些颗粒制造复杂的零部件,将大大提高生产率,并有助于减轻重量。

东丽希望为其最新颗粒产品开拓多种应用途径,包括下一代轻量化汽车零部件和整个工业领域。

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