高性能树脂基复合材料产业化
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高性能基体树脂和复合材料增韧新途径前言:材料复合化是新材料技术的重要发展趋势之一。
所谓高性能复合材料,是指具有高比模量、高比强度、优异的耐高温性能及多功能的复合材料。
高性能复合材料主要以高性能纤维为增强体的复合材料为主,基体树脂作为高性能复合材料的重要组成部分,其性能及成本对高性能复合材料的设计、制备、性能、加工具有重要意义。
目前通用的高性能树脂基体通常可以分为两大类:热塑性和热固性树脂。
高性能热固性树脂是目前使用最广泛的先进复合材料基体,其复合材料具有优异的力学性能,可在恶劣的环境下长期使用。
环氧树脂是聚合物基复合材料中应用最广泛的基体树脂之一。
EP是一种热固性树脂,具有优异的粘接性、耐磨性、力学性能、电绝缘性能、化学稳定性、耐高低温性,以及收缩率低、易加工成型、较好的应力传递和成本低廉等优点。
但环氧树脂固化后交联密度高,呈三维网状结构,存在内应力、质脆、耐疲劳性、耐热性、耐冲击性差等不足,以及剥离强度、开裂应变低和耐湿热性差等缺点,加之表面能高,在很大程度上限制了它在某些高技术领域的应用。
因此,对环氧树脂的增韧研究一直是人们改性环氧树脂的重要研究课题之一。
一、高性能基体树脂及其复合1. 高性能基体树脂材料是先进科技发展的重要物质基础,以高科技含量的航空航天领域为例,新型航空、航天飞行器的诞生往往建立在先进新材料研制的基础上,航空、航天飞行器性能的突破很大程度上受到材料发展水平的制约[1]。
高性能树脂基复合材料以其轻质、高比强、高比模、高耐温和极强的材料一性能可设计性而成为发展中的高技术材料之一,其在航空、航天工业中的应用也显示出了独特的优势和潜力,是航空、航天材料技术进步的重要标志。
目前通用的高性能树脂基体通常可以分为两大类:热塑性和热固性树脂。
典型的高性能热塑性树脂包括热塑性聚酰亚胺、聚酰胺、聚醚砜、液晶聚酯、聚醚醚酮等。
由于高性能热塑性树脂一般具有高的熔点和熔体黏度,作为复合材料基体使用时成型工艺性差,高温使用时易发生蠕变,极大地限制了其作为复合材料基体树脂的使用[2]。
第2期上海化工加快中国商用大飞机复合材料国产化进程中国商飞复材中心领导专家莅临华昌开展技术交流2月5日,中国商飞复合材料中心主任肖辉江率相关专家到上海化工区华昌聚合物公司基地进行调研,就华昌公司/华谊树脂航空树脂研发进展情况,与华东理工大学、华谊集团和华昌聚合物公司的领导、专家、教授开展技术交流。
中国商飞目前正在研制的ARJ21,C919,CR929三大国产客机,将大量使用国产化材料,其中,碳纤维复合材料将是国产化重点攻关项目。
2012年,在上海市科委的支持下,由华昌公司牵头,联合上海石化、上飞公司、华东理工大学、上海交通大学、东华大学等六家单位,承担上海市重大科技攻关项目“碳纤维复合材料用高性能环氧树脂及预浸料关键技术攻关”。
据此,华昌公司依托华谊集团和华东理工大学,专注从事先进复合材料用高性能基体树脂的研发与产业化,为航空航天、新能源、汽车、轨道交通等领域“提供聚合物新材料一体化解决方案”。
华昌研发团队开展的航空复合材料技术攻关,已取得重大突破。
技术交流中,与会的技术专家围绕碳纤维、树脂等原材料国产化路径及协同攻关合作机制、民用航空复合材料国家重点实验室及创新中心等研发平台建设、树脂原材料全产业链国产化、商用飞机对树脂原料的具体要求等提出建设性意见和可操作性方案、路径,为华昌树脂国产化指明了方向,双方进行了广泛深入专业的交流沟通。
C919型号副总设计师、复材中心常务副主任周良道指出,最近工信部立项要求开展大型商用飞机验证机工作,其碳纤维复合材料用量在50%以上,目前正面临着进度、材料两方面的风险。
鉴于国际形势复杂多变,中国商飞改变思路,正在试验将3D打印材料用在飞机的次承力结构上,华昌树脂制造的大飞机复合材料升降舵面板样件实物让人眼前一亮。
中国商飞复材工艺总师刘卫平强调:国内基础环氧树脂品种少,可选择余地不多,应开发新型特种环氧树脂,不断提高工艺性、耐温性、耐湿热性,以应用为导向,全产业链打破国外“卡脖子”技术,在配套环氧树脂固化剂、促进剂、增韧剂、助剂方面实现国产化。
光固化碳纤维增强树脂基复合材料的研究光固化碳纤维增强树脂基复合材料是一种新型的高性能材料,具有优异的力学性能和化学稳定性,因此在航空航天、汽车、建筑等领域得到了广泛的应用。
本文将从材料的制备、性能及应用等方面进行探讨。
一、材料的制备光固化碳纤维增强树脂基复合材料的制备主要包括预浸料制备、层压成型和光固化三个步骤。
预浸料制备是将碳纤维与树脂预浸料混合均匀,使其充分浸润碳纤维,形成预浸料。
层压成型是将预浸料按照一定的层次和方向堆叠在一起,然后经过高温高压处理,使其形成固态复合材料。
最后,通过光固化技术,将复合材料暴露在紫外线下,使其树脂基固化,形成最终的光固化碳纤维增强树脂基复合材料。
二、材料的性能光固化碳纤维增强树脂基复合材料具有以下优异的性能:1. 高强度:碳纤维具有高强度和高模量,能够有效地增强复合材料的强度和刚度。
2. 轻质:碳纤维比重轻,能够有效地降低复合材料的重量。
3. 耐腐蚀性:树脂基具有良好的耐腐蚀性,能够在恶劣的环境下长期使用。
4. 耐热性:碳纤维具有良好的耐高温性能,能够在高温环境下长期使用。
5. 良好的成型性:复合材料具有良好的成型性能,能够制成各种形状的零件。
三、材料的应用光固化碳纤维增强树脂基复合材料在航空航天、汽车、建筑等领域得到了广泛的应用。
在航空航天领域,光固化碳纤维增强树脂基复合材料被广泛应用于飞机机身、翼面、尾翼等部件,能够有效地降低飞机的重量,提高飞行性能。
在汽车领域,光固化碳纤维增强树脂基复合材料被应用于车身、底盘等部件,能够有效地降低汽车的重量,提高燃油经济性。
在建筑领域,光固化碳纤维增强树脂基复合材料被应用于建筑结构、桥梁等部件,能够有效地提高结构的强度和耐久性。
总之,光固化碳纤维增强树脂基复合材料是一种具有广泛应用前景的高性能材料,随着科技的不断进步和应用领域的不断拓展,其应用前景将会更加广阔。
树脂基复合材料的应用一、引言随着科技的不断进步,树脂基复合材料已经成为了现代工业制造中不可或缺的材料之一。
树脂基复合材料具有轻质、高强度、耐腐蚀等优点,被广泛应用于航空航天、汽车制造、建筑等领域。
二、树脂基复合材料的定义和分类1. 定义树脂基复合材料是由树脂作为基体,加入适量的增强剂和填充剂,经过混合、成型和固化等工艺制成的一种新型材料。
2. 分类(1)按照增强剂分类:碳纤维复合材料、玻璃纤维复合材料、芳纶纤维复合材料等。
(2)按照树脂种类分类:环氧树脂复合材料、聚酰亚胺复合材料、酚醛树脂复合材料等。
(3)按照成型方法分类:注塑成型复合材料、压缩成型复合材料等。
三、树脂基复合材料的特点1. 轻质树脂基复合材料的密度约为金属材料的1/4,因此具有轻质的特点。
2. 高强度增强剂的加入使得树脂基复合材料具有很高的强度和刚度。
3. 耐腐蚀树脂基复合材料具有良好的耐腐蚀性能,可以应用于恶劣环境下。
4. 成型性好树脂基复合材料可以通过注塑、压缩成型等多种成型方法制造出各种形状的产品。
四、树脂基复合材料在航空航天领域中的应用1. 飞机结构件树脂基复合材料具有轻质、高强度等优点,在飞机结构件中得到了广泛应用。
例如:机翼、尾翼、垂直尾翼等。
2. 航天器部件在航天器部件中,树脂基复合材料可以用于制造推进器罩、导航罩等部件。
由于其轻质高强的特点,可以减少发射时所需的推力。
3. 卫星结构件卫星结构件需要具有轻质、高强、耐腐蚀等特点,树脂基复合材料正是满足这些要求的理想材料。
五、树脂基复合材料在汽车制造领域中的应用1. 车身结构件树脂基复合材料可以用于制造车身结构件,例如:车门、引擎盖等。
由于其轻质高强的特点,可以减少汽车的重量,提高燃油效率。
2. 内饰部件树脂基复合材料还可以用于汽车内饰部件的制造,例如:仪表盘、门板等。
由于其成型性好的特点,可以制造出各种形状的内饰部件。
六、树脂基复合材料在建筑领域中的应用1. 建筑外墙板树脂基复合材料可以用于制造建筑外墙板,由于其耐候性好、防水性能强等特点,被广泛应用于建筑装饰。
2023年树脂基复合材料行业市场前景分析随着新材料技术的不断发展,树脂基复合材料行业已经成为了国内外关注的热点。
树脂基复合材料是指利用高强度的复合材料增强树脂材料,具有轻量化、高强度、高刚度等诸多优点,已经被广泛应用于航空航天、汽车、船舶、电子、建筑、医疗、文化、体育、娱乐等众多领域,并逐步替代传统材料。
树脂基复合材料行业市场前景分析如下:一、市场规模不断扩大当前,全球树脂基复合材料市场规模已达到数千亿美元,未来预计仍将保持快速增长,其中北美、欧洲和亚太地区是市场发展的主要地区。
根据市场研究机构的数据显示,2019年全球树脂基复合材料的市场规模达到了1170亿美元,预计到2024年将增长到1710亿美元。
国内市场规模也在不断扩大,目前已超过600亿元人民币,预计到2025年中国市场将超过2000亿元人民币。
二、应用领域不断拓展树脂基复合材料的应用范围非常广泛,涵盖了多个领域。
在航空航天领域,树脂基复合材料被广泛应用,能够有效地降低航空器的重量,提高燃油效率;在汽车领域,树脂基复合材料可以大幅度减轻车身重量,进而带来更低的油耗和更高的安全性能;在建筑领域,树脂基复合材料被用于新型建筑材料的制造,具有良好的保温隔热性、防水透气性和抗冲击性;在体育器材制造领域,树脂基复合材料不仅轻盈耐用,而且可以用来加强器材结构,提高其表面质量和美观度。
因此,随着市场需求的增长和技术的不断进步,未来树脂基复合材料的应用领域将会更加广泛。
三、技术不断升级树脂基复合材料的发展一直面临着技术瓶颈。
但随着科学技术的不断进步,树脂基复合材料的生产技术正在逐渐成熟。
未来,随着先进制造技术的不断升级,如3D打印和机器人自动化等技术的应用,树脂基复合材料的生产效率将会大幅提高,技术也将更加成熟。
此外,具有环保、可再生和可降解性的树脂基复合材料的研发和生产也是未来发展的重点。
综上所述,树脂基复合材料市场有着广阔的市场空间,其中涵盖了多个领域。
参会嘉宾合影。
11月23日,中国纺织工业联合会、江苏省工业和信息化厅在连云港市组织召开科技成果和新产品鉴定会。
此次通过鉴定的三个项目分别是连云港神鹰复合材料科技有限公司承担的中国纺织工业联合会科技指导性计划“铁路客车碳纤维转向架摇枕安全吊一体化成型关键技术研发及产业化”项目,连云港神鹰复合材料科技有限公司、连云港苏海航标工程有限公司共同承担的中国纺织工业联合会科技指导性计划“碳纤维复合材料航标顶标制备关键技术研发与产业化”项目,连云港神鹰碳纤维自行车有限公司承担的中国纺织工业联合会科技指导性计划“碳纤维儿童滑步车一体化成型关键技术研发及产业化”项目。
鉴定委员会专家认真听取了三个项目的工作报告和技术报告,详细审查了检测报告、查新报告、专利证书等技术资料,并对生产现场进行了详实考察后,一致认为“铁路客车碳纤维转向架摇枕安全吊一体化成型关键技术研发及产业化”项目整体技术达到国际先进水平,“碳纤维复合材料航标顶标制备关键技术研发与产业化”项目和“碳纤维儿童滑步车一体化成型关键技术研发及产业化”项目整体技术达到国内领先水平,并建议进一步加快市场推广应用。
鉴定会邀请了天津工业大学教授陈利、江南大学教授钱坤、中国产业用纺织品行业协会高工李桂梅、国家先进功能纤维创新中心主任王玉萍、南通大学研究员高强、江苏省纺织工程学会秘书长王志杰等专家组成鉴定委员会。
中国热固性树脂基复合材料行业市场环境分析引言热固性树脂基复合材料具有优异的物理、化学和机械性能,广泛应用于各个领域。
本文旨在对热固性树脂基复合材料市场的环境进行分析,以便企业制定相应的战略和决策。
1. 市场规模根据最新统计数据显示,热固性树脂基复合材料市场在过去几年中呈现稳步增长的态势。
预计未来几年内,市场规模将进一步扩大。
这主要受到以下因素的影响:•新兴领域的需求增长:随着新兴领域(如航天航空、汽车制造、电子产品等)的快速发展,对热固性树脂基复合材料的需求也在逐渐增加。
•替代传统材料:热固性树脂基复合材料具有优异的性能和轻质化的特点,可以替代传统材料,满足不同行业的需求。
•技术进步:热固性树脂基复合材料的制造技术不断发展,成本不断降低,促使市场需求增加。
•政府政策支持:政府对环保和可持续发展的要求推动了热固性树脂基复合材料的市场需求。
热固性树脂基复合材料市场竞争激烈,主要由几家大型企业垄断,市场集中度较高。
这些大型企业具有强大的研发能力和制造能力,能够提供高质量的产品,满足客户需求。
此外,新的竞争者也进入市场,推动了市场的竞争进一步加剧。
对于中小型企业来说,他们面临着技术、资金和市场渗透方面的挑战。
3. 市场机会和挑战热固性树脂基复合材料市场存在着一些机会和挑战。
市场机会主要包括:•新兴领域的市场需求增加,企业可以通过开发适应新需求的产品来获取市场份额。
•技术进步和创新为企业提供了开拓新市场的机会。
•政府政策的支持为企业提供了发展的机会。
然而,市场也存在着一些挑战:•市场竞争激烈,企业需要提高产品质量和技术水平,以保持竞争优势。
•环保要求和监管限制可能增加企业的成本和运营难度。
•供应链管理和成本控制是企业面临的挑战之一。
热固性树脂基复合材料市场的发展趋势如下:•轻质化:随着对重量降低要求的不断增加,热固性树脂基复合材料作为轻质材料,具有很大的发展潜力。
•高性能化:热固性树脂基复合材料的性能不断提高,可以满足多领域的高性能要求。
2024年热固性树脂基复合材料市场分析现状引言热固性树脂基复合材料是一种由热固性树脂基体和增强材料组成的复合材料。
该材料具有高强度、优异的耐热性和耐化学性等特点,因此在众多应用领域具有广泛的用途。
本文将对热固性树脂基复合材料市场进行分析,探讨其现状和发展趋势。
市场规模分析热固性树脂基复合材料市场在过去几年一直保持着稳定的增长。
根据市场研究报告,2019年全球热固性树脂基复合材料市场规模达到了XX亿美元,并预计在未来几年内将以X%的复合年均增长率增长。
这主要归因于该材料在航空航天、汽车制造、电子电气、建筑和能源等行业中的广泛应用。
市场驱动因素分析1. 技术创新随着科学技术的不断进步,热固性树脂基复合材料的制造工艺和性能不断得到改进。
新的材料配方和制造工艺使得热固性树脂基复合材料具有更高的强度和更好的耐热性,满足了市场对于高性能材料的需求。
2. 行业需求增长全球范围内,航空航天和汽车制造等行业对高性能材料的需求不断增加。
热固性树脂基复合材料以其轻质化、高强度和耐腐蚀等特点成为航空和汽车领域的首选材料之一,推动了市场的增长。
3. 持续的研发投入许多大型跨国公司和研究机构对热固性树脂基复合材料的研发投入不断增加。
这些投入进一步带来了新的技术突破和产品创新,推动了市场的发展。
市场分布情况1. 地区分布热固性树脂基复合材料市场在全球范围内分布广泛。
目前,北美地区是全球最大的热固性树脂基复合材料市场,亚太地区也正在迅速发展。
欧洲和中东地区也具有相当规模的市场。
发展中国家也逐渐成为潜力巨大的市场。
2. 应用行业分布热固性树脂基复合材料在航空航天、汽车制造、电子电气、建筑和能源等行业中被广泛应用。
航空航天行业是热固性树脂基复合材料的主要应用领域,占据了市场的相当份额。
汽车制造业也是一个重要的市场,由于政府对车辆轻量化的要求和环保意识的提升,对该材料的需求不断增加。
市场竞争格局目前,全球热固性树脂基复合材料市场竞争激烈,市场上存在着许多领先的厂商和供应商。
2023年树脂基复合材料行业市场分析现状树脂基复合材料是一种具有优越性能和广泛应用领域的材料,目前在工业、建筑、航空航天、汽车等行业中得到了广泛的应用。
本文将对树脂基复合材料行业的市场分析现状进行阐述。
首先,树脂基复合材料具有轻量化、高强度、耐腐蚀等优点,因此在汽车、航空航天、船舶等行业中得到了广泛的应用。
树脂基复合材料可以大幅度降低产品的重量,同时提供足够的强度和耐久性,符合节能环保的要求。
在汽车行业中,树脂基复合材料可以用于汽车车身、座椅等部件,减轻整车重量,提高燃油经济性。
在航空航天行业中,树脂基复合材料可以用于飞机机身、翼面等部件,大幅度降低飞机的重量,提高飞行效率。
在船舶行业中,树脂基复合材料可以用于船体、甲板等部件,提高船舶的载重能力和航行速度。
其次,树脂基复合材料在建筑行业中也有广泛的应用。
由于其优越的性能,树脂基复合材料可以用于建筑外墙、屋顶、地板等部件,提高建筑物的抗震性能、保温性能和耐久性,同时降低建筑物的能耗和维护成本。
此外,树脂基复合材料还可以用于景观设计、装饰材料等方面,为建筑物增添美观性和创意性。
再次,树脂基复合材料在电子电气行业中也有广泛的应用。
由于其具有优良的绝缘性能和耐高温性能,树脂基复合材料可以用于电池、电机、电路板等部件,提高电子设备的性能和可靠性。
此外,树脂基复合材料还可以用于光伏电池、液晶显示器、LED封装等方面,提高能源利用效率和产品质量。
最后,树脂基复合材料行业面临的挑战和发展机遇也值得关注。
一方面,树脂基复合材料的生产过程中需要大量的能源和化学品,对环境造成一定的污染。
因此,如何减少生产过程中的能耗和环境污染,实现可持续发展成为行业发展的重要课题。
另一方面,树脂基复合材料的研发和生产技术还有待进一步提高,如何开发出更多种类、更高性能的树脂基复合材料,满足不同行业的需求也是一个重要的发展方向。
综上所述,树脂基复合材料行业是一个具有广阔发展前景的行业。