國外碳纖維復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)開發(fā)方向?qū)嵳劊ㄒ唬?/h1>

文章出處：網(wǎng)絡(luò)責(zé)任編輯：管理員人氣：發(fā)表時間：2015-06-25【大 中 小】

2008年—2009年，世界PAN基碳纖維（PAN-CF）的需求受世界金融危機(jī)的影響較大，截止2008年9月底其需求量比2007年同期增長5%～10%，然而到10～12月特別是2008年底，需求量下降較大，造成全年與2007年比形成負(fù)增長。由于需求下降，CF的價格明顯下降，這對用戶來說是有利，因此總體上對市場的影響較小。東麗2008年10～12月將CF的預(yù)算減少一成，而2009年1～3月計劃減少兩成，其它公司也大體相同。東麗原定于2009年7月在愛媛廠投產(chǎn)的1×103t/a的新線，現(xiàn)已暫緩建設(shè)，待到中期經(jīng)濟(jì)情況好轉(zhuǎn)且需求量恢復(fù)至15%的增長速率后，將導(dǎo)入4×103t/a的大型設(shè)備，以進(jìn)一步提高成本的競爭力，保持在業(yè)界的領(lǐng)先地位。

另外，根據(jù)日本野村證券金融經(jīng)濟(jì)研究所材料產(chǎn)業(yè)調(diào)查室主任西村修一先生的看法，日本許多從事多種產(chǎn)業(yè)的化學(xué)公司，其電子材料和多功能纖維受金融危機(jī)的影響，效益急速惡化，而液晶材料、半導(dǎo)體材料及CF制品的效益也減半，其中CF主要是受世界航空業(yè)界低迷和歐美經(jīng)濟(jì)不景氣的影響所致，造成這些公司的總體營業(yè)不斷下降。以帝人、東麗和三菱人造絲為例，2007年、2008年、2009年和2012年的效益（億日元），預(yù)計各為652、320、230、575，1034、550、350、785和396、100、70、290，可見到2012年預(yù)期尚難恢復(fù)到2007年的水平。但不管經(jīng)濟(jì)形勢如何變化，今后CF的主要用途，將依然是汽車、飛機(jī)、風(fēng)力發(fā)電、壓力容器等與節(jié)能環(huán)保相關(guān)的產(chǎn)業(yè)，其中面向汽車方面，開發(fā)復(fù)合材料所需的熱塑性樹脂和與之相匹配的CF用上漿劑，是今后的重要課題。東麗計劃2015年實現(xiàn)CFRP汽車的實用化，東邦Tenax的CFRP產(chǎn)業(yè)規(guī)模10 年后將翻10 倍。以下按主要用途分別介紹最新的開發(fā)動向。

1、 飛機(jī) 本文來自123

2009年，名古屋大學(xué)設(shè)立了復(fù)合材料工學(xué)研究中心，目的是與日本宇航研究所、三菱重工及東麗等材料供應(yīng)商合作，共同推進(jìn)中斷了近40年的國產(chǎn)YS-11客機(jī)的開發(fā)，這種機(jī)型可乘坐70～90人，其主翼和尾翼都選用CFRP，以達(dá)到世界最高水平的航運經(jīng)濟(jì)性和客艙的舒適性，以期與俄、中等正在開發(fā)的區(qū)域性飛機(jī)在國際競爭中處于優(yōu)勢地位。今后的重要課題是如何降低成本，盡快開發(fā)可確實檢測因CF預(yù)浸料的內(nèi)部發(fā)生層間剝離而導(dǎo)致強(qiáng)度下降的無損檢測技術(shù)、修復(fù)技術(shù)及高精度打孔及快速切削加工技術(shù)等。 copyright 123456

住友貝克萊特公司則推進(jìn)其長絲增強(qiáng)熱固性樹脂復(fù)合物的應(yīng)用開發(fā)，其樹脂基體有酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂、雙馬來酰亞胺樹脂，而長絲選用玻璃纖維、對位芳酰胺纖維和CF的最佳組合，這種長絲復(fù)合物的抗沖擊強(qiáng)度相當(dāng)于以往短纖維增強(qiáng)熱固性樹脂的10倍，強(qiáng)度、耐熱性、耐藥品性和耐蠕變特性也高，可采用壓縮成型、壓入成型法進(jìn)行加工，成型周期只有以往品的1/3，生產(chǎn)效率高，容易制成三維形狀的制品。應(yīng)用開發(fā)的目標(biāo)是取代金屬應(yīng)用于飛機(jī)的噴氣發(fā)動機(jī)部件和內(nèi)裝部件、汽車的齒輪箱等，可實現(xiàn)輕量化。在歐洲已開始應(yīng)用于飛機(jī)的發(fā)動機(jī)部件等，雖然這種材料的強(qiáng)度與CF預(yù)浸料制品略差些，但在成型性和成本方面卻具有競爭優(yōu)勢，因此也開始用于產(chǎn)業(yè)機(jī)械部件、車輛結(jié)構(gòu)部件等。

今后的發(fā)展動向是最大限度地發(fā)揮CF的特性，實現(xiàn)與之相匹配的樹脂高性能化，使纖維和樹脂的粘合界面最佳化，這些都是今后研究開發(fā)的重要方向，目的是滿足不斷高速化和大型化飛機(jī)的主翼、尾翼等材料的需求。例如東邦Tenax公司生產(chǎn)的Tenax IM600系列（抗拉強(qiáng)度5880MPa）與高強(qiáng)韌性的樹脂相組合形成的預(yù)浸料，已用于空客A-380的飛機(jī)部件、直升飛機(jī)和噴氣式戰(zhàn)斗機(jī)的材料。今后將設(shè)計開發(fā)面向新一代飛機(jī)的CF。

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2、汽車 本文來自123

為了應(yīng)對燃油費的不斷上漲和溫室效益，靠運輸工具的輕量化顯然是有效的，但CFRP制的超輕量結(jié)構(gòu)材料，從目前的價格、信賴性、生產(chǎn)效率（包括制造速率和二次加工性）、再生性等觀點看，基本上不可能用于通用的運輸工具，然而從全球今后的人口增長和經(jīng)濟(jì)發(fā)展來看，節(jié)能減排問題又是當(dāng)務(wù)之急。東京大學(xué)的高橋淳教授最近從有效利用CFRP的觀點發(fā)表了關(guān)于“汽車的輕量化和樹脂材料的展望”的論文，從各類運輸工具特別是汽車的壽命周期評估及宏觀分析的角度，較全面分析了汽車的輕量化和CFRP今后的技術(shù)開發(fā)方向。

圖1示出日本運輸部門提供的各種運輸工具的能耗情況，可見家用乘用車和卡車的能耗最大；

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圖2和圖3分別示出各種能源汽車及不同能源電動汽車的能耗和CO₂排放量情況； copyright 123456

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圖4示出采用不同量CFRP的家用乘用車的輕量化情況；

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圖5示出再生使用前后制造每1kg汽車部件時不同材料的能耗情況； 123456

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圖6示出采用不同CFRP而達(dá)到比鋼制品減重30%時，乘用車壽命周期內(nèi)的能耗情況。 內(nèi)容來自123456

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