金发碳纤维公司连续纤维增强热塑复合材料介绍
连续碳纤维增强PA6高性能复合材料的制备
连续碳纤维增强PA6高性能复合材料的制备引言高性能复合材料是一种具有优异性能的新型材料，其中连续碳纤维增强聚酰胺6（PA6）复合材料是具有优异性能的一种复合材料。
它具有优异的机械性能、耐热性能和耐腐蚀性能，在航空航天、汽车制造、船舶制造和体育器材等领域有广泛的应用。
本文将介绍连续碳纤维增强PA6高性能复合材料的制备方法及其性能表现。
一、连续碳纤维增强PA6高性能复合材料的制备方法1. 材料准备连续碳纤维是制备连续碳纤维增强PA6复合材料的关键材料。
通常采用聚丙烯腈（PAN）纤维作为原料，经过改性、氧化和碳化等一系列工艺制备得到连续碳纤维。
还需要准备聚酰胺6（PA6）树脂、增容剂、表面处理剂等材料。
2. 复合材料制备将连续碳纤维与PA6树脂进行混合，在搅拌机中进行搅拌，以确保树脂充分渗透到碳纤维中。
然后，将混合物挤出成型，再经过热成型、冷却等工艺，最终得到连续碳纤维增强PA6复合材料。
3. 表面处理为了提高连续碳纤维和PA6树脂的界面结合力，需要对碳纤维表面进行处理。
常用的方法包括化学处理、等离子处理和表面涂层等，以增强碳纤维与树脂的结合强度，提高复合材料的性能。
4. 性能调节在制备复合材料的过程中，可以通过调节树脂的比例、碳纤维的含量、改性剂的种类和用量等手段，来调节复合材料的性能，以满足不同领域的需求。
二、连续碳纤维增强PA6高性能复合材料的性能表现1. 机械性能连续碳纤维增强PA6复合材料具有优异的机械性能，包括高强度、高模量和良好的耐疲劳性能。
其力学性能优于传统的金属材料，具有较高的载荷承受能力，适用于要求高强度和轻量化的应用场景。
2. 耐热性能PA6树脂具有良好的耐热性能，连续碳纤维增强PA6复合材料在高温环境下依然能保持稳定的性能。
这使得它在汽车引擎盖、航空航天部件等高温工作环境中有广泛应用。
3. 耐腐蚀性能碳纤维具有良好的耐腐蚀性能，再加上PA6树脂的耐化学性能，连续碳纤维增强PA6复合材料具有优异的耐腐蚀性能，适用于海水、化工腐蚀性较强的工作环境。
长纤维增强热塑性复合材料(LFT)
长纤维增强热塑性复合材料（LFT）
长纤维增强热塑性复合材料(LFT)是纤维增强聚合物领域的一种新型高级轻量化材料。
以热塑性树脂为基体，以长纤维(主要为玻璃纤维和碳纤维，10-25mm)为纤维增强材料的热塑性复合材料，具有质量轻、强度高、抗冲击热性强、耐腐蚀、成型加工性能优、可设计与重复回收利用、绿色环保等性能，并具有高的性价比和较低的密度，在汽车轻量化应用中展示了较好前景。
LFT的机械特性与增强纤维的长度有着密切的关系。
与相类似的短纤维(纤维长度约小于1mm)增强注塑成型热塑性复合材料相比，LFT材料在强度、抗撞击性能、能量的吸收率等方面都得到了很大提高。
这些特性也为LFT在要求更为严格的汽车内外部的结构件和半结构件上的应用创造了条件，成为受汽车行业青睐的主要原因之一。
”
具体来说，这一材料主要用于汽车仪表板骨架、前端模块(水箱支架)、天窗支架、蓄电池支架、门板支架、引擎盖、换挡器、油门踏板等。
而以仪表板支架为例，其可满足高流动性、高刚度、低蠕变、安全性、尺寸稳定性、轻量化等方面的要求。
碳纤维增强热塑性复合材料在航空领域的应用及其发展
碳纤维增强热塑性复合材料在航空领域的应用及其发展摘要：本文介绍了碳纤维增强热塑性复合材料在航空领域的应用，阐述了其特点，最后总结了未来纤维增强热塑性复合材料的发展趋势。
关键词：碳纤维；热塑性复合材料；发展趋势引言目前，世界各国在航空飞行器市场上的竞争越来越激烈，航空领域复合材料的应用对飞机减重、耐腐蚀性能和降低成本方面起到重要的作用。
由于环境污染和资源回收问题引发了全球的重视，已经得到广泛应用的碳纤维热固性树脂复合材料遭到了一定程度的冲击。
此时韧性、耐湿、耐腐蚀性好、可冋收性、具有电磁屏蔽能力、在恶劣环境具有稳定性、耐久性的碳纤维热塑性复合材料得到了各国的关注。
碳纤维增强热塑性树脂复合材料(CFRTP)是以热塑性树脂为基体、以碳纤维为增强体而制成的复合材料。
碳纤维是一种含碳量在90%以上且具有高强度、高比模量、低密度、耐高温、耐化学腐蚀、低电阻、高导热、耐辐射以及优良阻尼减震降噪等性能的纤维材料[1]。
热塑性树脂可分为高性能树脂和通用树脂，常见的高性能树脂有聚醚醚酮(PEEK)、聚苯硫酰(PPS)、聚醚酰亚胺(PEI)等。
1 碳纤维增强热塑性复合材料在航空领域的应用1.1国外应用现状洛克希德•马丁公司生产的C-130运输机中许多结构采用了纤维增强热塑性复合材料。
起落架舱门使用的是碳纤维增强聚醚醚酮(C/PEEK)高性能热塑性复合材料，C/PEEK 复合材料的韧性好，可以有效防止沙石等颗粒物的冲击损伤[2-3]。
西科斯基公司生产的CH-53K直升机货厢地板采用的材料为C/PEEK，并使用了电磁感应熔焊技术，增加了飞机的有效载重和容量［4］。
空客公司一直是先进材料应用方面的领军者，并已经成功地将PPS树脂基热塑性复合材料应用在了一些结构简单、尺寸较小的肋、梁等飞机的简单零件上，其中A350XWB机身就采用了很多热塑性复合材料支架和加强角片等[5-6］。
随着高性能热塑性复合材料的材料性能、成形工艺，以及装配技术的提高，已被逐步应用在空客飞机的次承力结构件上，如A340/500, A380固定翼前缘的结构中采用了C/PPS 热塑性复合材料［5］。
纤维增强热塑性复合材料拉挤成型工艺研究进展
纤维增强热塑性复合材料拉挤成型工艺研究进展摘要：随着低碳经济、碳中和等环保理念的呼声不断高涨，低能耗、可回收的高性能复合材料的需求量不断增加。
高性能复合材料可作为关键的轻型承重材料，应用于风力涡轮机叶片根部加强件、高压绝缘子芯棒和建筑应用中的梁等。
不同于热固性拉挤成型复合材料，热塑性复合材料不需要化学固化，生产效率高、污染小、原材料利用率高，且制件具有可回收、可焊接、使用寿命长的特点，因此国内外都在积极开展高效率、低成本的热塑性复合材料生产工艺的研究。
基于此，本文章对纤维增强热塑性复合材料拉挤成型工艺研究进展进行探讨，以供相关从业人员参考。
关键词：纤维增强热塑性复合材料；拉挤成型工艺；研究进展引言纤维增强热塑性复合材料比热固性树脂复合材料具有更高的比强度和冲击强度，不需要特殊的储存和运输条件，易于维修和可回收再加工。
因此热塑性复合材料在加工性、效率、全寿命周期内的环保性和成本都明显优于热固性复合材料。
碳纤维增强热塑性聚合物复合材料是树脂基复合材料的发展方向，具有广阔的应用前景。
一、拉挤成型工艺拉挤成型工艺由于其生产效率高、拉挤制品纤维含量高、原材料成本低等优点被广泛应用于各种复合材料的生产制造中。
将拉挤成型工艺与热塑性复合材料相结合可充分发挥复合材料的优势，实现各种断面和空腔型材的高效生产。
热塑性树脂普遍存在黏度大的问题，导致了纤维浸渍困难，因此纤维增强热塑性复合材料拉挤成型工艺的改进方向主要集中在纤维浸渍方式上。
根据浸渍方式不同将热塑性复合材料拉挤成型工艺分为非反应型拉挤成型工艺和反应型拉挤成型工艺两大类。
从目前生产应用的角度来看，非反应型拉挤成型过程部分浸渍工艺与热固性复合材料拉挤成型工艺相似，技术更加成熟，设备投资也相对降低，因此应用更加广泛，而反应型拉挤成型工艺对生产设备要求高，技术难度较大，因此应用范围相对较小。
二、纤维增强热塑性复合材料特点复合材料基本上是一种新型材料，在对两种性质不同的材料进行物理或化学处理后进行加工，其性质相对较高。
碳纤维增强热塑性复合材料的研究进展
2020 年第49 卷第 12 期石油化工PETROCHEMICAL TECHNOLOGY·1153·特约述评DOI ：10.3969/j.issn.1000-8144.2020.12.001［收稿日期］2020-08-03；［修改稿日期］2020-10-29。
［作者简介］张琦（1984—），女，安徽省宿州市人，博士，高级工程师，电话 010-********，电邮 zhangqi01.bjhy@ 。
联系人：张师军，教授级高级工程师，中国石化高级专家，电话 010-********，电邮 zhangsj.bjhy@ 。
［基金项目］中国石油化工股份有限公司资助项目（219025-4）。
碳纤维增强热塑性复合材料的研究进展张 琦，张师军（中国石化 北京化工研究院，北京 100013）［摘要］碳纤维增强热塑性复合材料因出色的机械性能及易于加工、回收等优点受到广泛关注。
对碳纤维/树脂进行界面改性可改善碳纤维与热塑性树脂之间的化学键合、机械啮合以及界面浸润性，进而提高复合材料的综合性能。
对碳纤维增强热塑性复合材料的界面改性和材料性能研究等方面进行了综述，重点总结了碳纤维增强聚酰胺、聚苯硫醚、聚醚醚酮、聚醚酰亚胺、聚醚砜等热塑性复合材料的最新研究进展。
［关键词］碳纤维；热塑性复合材料；高性能；界面改性［文章编号］1000-8144（2020）12-1153-12 ［中图分类号］TQ 322.4 ［文献标志码］AResearch development on carbon fiber reinforced thermoplastic compositesZhang Qi ，Zhang Shijun（Sinopec Beijing Research Institute of Chemical Industry ，Beijing 100013，China ）［Abstract ］Carbon fiber reinforced thermoplastic composite has attracted much attention due to its advantages ，such as excellent mechanical properties ，easy to process and recycle. The interfacial modification of carbon fiber/thermoplastic resin can improve the chemical bonding ，mechanical meshing and interfacial wettability between carbon fiber and thermoplastic matrix ，so as to improve the comprehensive properties of the composite. In this paper ，the research on the interfacial modification ，mechanical properties and other aspects of carbon fiber reinforced thermoplastic composites are reviewed ，and the latest research progress of carbon fiber reinforced polyamide ，polyphenylene sulfide ，polyetheretherketone ，polyetherimide ，polyethersulfone and other thermoplastic resin matrix composites were emphatically summarized.［Keywords ］carbon fibers ；thermoplastic composites ；high performance ；interfacial modification碳纤维（CF ）是由有机纤维在惰性气氛中经高温碳化制得，具有高强度、高比模量、优异的热性能和化学稳定性以及阻尼减震降噪等特性，是优异的增强体材料［1-4］。
碳纤维增强复合材料
碳纤维增强复合材料碳纤维增强复合材料（CFRP）是一种由碳纤维和树脂基体组成的复合材料。
碳纤维是一种轻质高强度的纤维材料，具有优异的力学性能和化学稳定性。
树脂基体则起到粘结和保护纤维的作用。
CFRP因其高强度、高刚度、耐腐蚀和轻质的特点，被广泛应用于航空航天、运动器材、汽车和建筑等领域。
CFRP具有优异的力学性能。
碳纤维的强度和刚度远高于传统金属材料，因此CFRP的拉伸和弯曲强度也相对较高。
此外，碳纤维具有较低的线膨胀系数，使得CFRP具有优秀的尺寸稳定性和热稳定性。
另外，碳纤维还具有优异的疲劳性能，能够承受长期的使用和重复的载荷。
CFRP的轻质特性使之成为代替金属的理想材料。
相比于传统金属材料，CFRP的密度只有其一半左右，因此在重量要求较高的领域（如航空航天）具有非常大的优势。
在汽车行业中，使用CFRP可以降低车辆的整体重量，提高燃油效率和续航里程。
CFRP还具有良好的耐腐蚀性能。
相比于金属材料容易受到氧化和腐蚀的影响，CFRP不容易受到化学物质的侵蚀。
这使得CFRP在恶劣环境下可以更好地保持其性能稳定性。
然而，CFRP也存在一些不足之处。
首先，CFRP的成本相对较高，主要是由碳纤维的制备和树脂的浸润过程所导致的。
其次，CFRP容易受到挤压、冲击和断裂的影响，而且一旦损坏很难修复。
此外，CFRP的导电性较差，限制了其在一些领域的应用。
为了克服这些不足，研究者们正在不断研发改进CFRP的制备技术和性能。
近年来，采用3D打印、自组装和纳米复合等新技术制备CFRP的研究逐渐增多。
这些方法可以有效地降低CFRP的成本，提高其性能。
此外，通过在复合材料中引入导电纳米材料，可以使CFRP具有良好的导电性能，从而扩展其应用范围。
综上所述，碳纤维增强复合材料是一种具有高强度、高刚度、轻质和耐腐蚀性能的材料。
尽管CFRP存在一些不足，但随着技术的不断进步，相信CFRP在未来将有更广泛的应用前景。
FRP材料简介
FRP 材料的特点纤维增强复合材料(Fiber Reinforced Polymer/Plastic,简称FRP)也称纤维增强塑料，是由短切纤维或者连续纤维及其织物与热固性或热塑性基体经过一定的工艺复合而成的一种新型材料。
利用先进的成型工艺，纤维增强复合材料可以整体成型做成各种复杂的形状，整体性较强，减少了装配的成本。
与钢材以及合金等金属材料相比，复合材料能够同时达到轻质、高强、刚度高等特点，近年来表明，先进复合材料在飞机制造业的应用迅速扩大。
复合材料及其发展由两种或两种以上不同物质经材料设计、人工组合而得到的具有新的优越性能的多相固体材料。
按此定义，通常可将结构用复合材料（Composite materials）的基本组分划分为基体材料（Matrix）和增强材料（Reinforcement）。
其中基体材料大都为连续相，主要起粘结或连接的作用；增强材料多为分散相，主要用来承受载荷，亦称增强体。
复合材料常见的分类方法有：按材料的作用，可分为主要使用其力学性能的结构复合材料和主要发挥其功能特性的功能复合材料；按基体材料，可分为树脂基、金属基、陶瓷基复合材料等；按增强体的种类和形态，可分为长纤维增强复合材料、短纤维或晶须增强复合材料、颗粒增强复合材料、层状增强复合材料及填充骨架型复合材料等。
目前研究最多、应用前景最广的是上世纪60 年代以来发展起来的所谓先进复合材料，包括以高强碳纤维、硼纤维、芳纶纤维、陶瓷颗粒等高性能增强体增强的耐高温高聚物或金属、增韧的陶瓷，以及功能复合材料。
复合材料最显著的特性，是其性能（主要指力学性能、物理性能和工艺性能）在一定范围内具有可设计性，同时还具有材料与结构同一性、发挥复合效应优越性及性能对工艺依赖性等特点。
与传统材料相比，复合材料在性能上具有优势，比如比强度、比模量大，耐疲劳性能好，阻尼减震性好，破损安全性高等。
因此，复合材料已成为材料研究领域的热点，并已在航空、航天、能源、电子、海洋、汽车，乃至生物工程等方面得到了广泛应用。
热塑性复合材料
热塑性复合材料
热塑性复合材料是一种由连续纤维增强材料和热塑性树脂组成的复合材料。
在
这种材料中，连续纤维通常是玻璃纤维、碳纤维或芳纶纤维，而热塑性树脂可以是聚丙烯、聚酰胺或聚酯等。
热塑性复合材料因其优异的力学性能、耐高温性能和成型加工性能而得到广泛应用。
首先，热塑性复合材料的优异力学性能是其最大的特点之一。
由于连续纤维的
加入，使得复合材料具有很高的强度和刚度，能够承受较大的载荷。
同时，热塑性树脂的良好粘合性能也能有效地传递载荷，提高材料的整体性能。
这使得热塑性复合材料在航空航天、汽车、船舶等领域得到了广泛的应用。
其次，热塑性复合材料具有良好的耐高温性能。
热塑性树脂在高温下依然能够
保持较好的力学性能，不会出现软化或熔化的情况。
这使得热塑性复合材料能够在高温环境下长期稳定地工作，满足特殊工况下的使用需求。
因此，热塑性复合材料在航空航天领域的发展中扮演着重要的角色。
另外，热塑性复合材料还具有良好的成型加工性能。
由于热塑性树脂的特性，
热塑性复合材料可以通过热压成型、注塑成型等工艺进行成型加工，制作出各种复杂的结构件。
这种灵活的加工性能使得热塑性复合材料在制造领域得到了广泛的应用，为产品的设计和制造提供了更多的可能性。
总的来说，热塑性复合材料以其优异的力学性能、耐高温性能和成型加工性能，在航空航天、汽车、船舶等领域得到了广泛的应用。
随着科学技术的不断进步，相信热塑性复合材料将会有更广阔的发展前景，为各个领域的发展提供更多的支持和保障。
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独有的全浸渍技术确保玻纤分散及浸润良好
KingStrongTM 介绍
KingStrong™ 产品种类
KingStrong™ 系列CFRTP片材性能数据表
规格名称 树脂种类 纤维种类 G6010
G5011 G6020 C5540
纤维含量 (wt%)
密度 (g/cm3)
面密度 (g/m2)
0º拉伸强度 0º拉伸模量 ( MPa) ( GPa)
KingecoPan™ 典型型号板材性能数据表 性能 材质 厚度 面密度 弯曲强度 弯曲模量 弯曲刚度 压缩强度 导热系数 标准 ---ASTM C393 ASTM C393 ASTM C393 ASTM C365 ASTM E1461 单位 -mm g/m2 MPa MPa kN· mm N/mm2 W/m· K G6010NC-H10B G6010NC-F10B 片材+蜂窝芯层 10 2700 18 1700 180 10 0.02 片材+发泡芯层 10 2570 10 1700 190 4 0.05
KingecoPanTM 介绍
KingecoPan™ 板材成型
可设计性：根据制件性能要求进行铺层设计； 灵活性：可成型多种板材，尺寸方便调整； 成型快捷：连续化生产，成型时间短，能耗小。 铺层设计
片材放卷 冷却定型 加热 芯材 KingecoPanTM板材 切割
KingecoPanTM 介绍
热压
焊接
厢式货车
组合厢体
KingecoPanTM 的应用
汽车座椅靠背-实心板二次注塑
连续纤维增强热塑性塑料板作为嵌件，采用普通增强改性塑料进行二次注塑进行 包覆，形成混杂（hybrid）结构的制件。
混杂结构
CFRTP座椅骨架模拟碰撞分析
成为业界倍受推崇的、全球最优秀的新材料企业
KingecoPanTM 的应用
棚车内衬板-实心夹芯板
竹夹板
G5011-S3B板材
KingecoPanTM 的应用
棚车内衬板-实心夹芯板
P70棚车装车效果图
KingecoPanTM 的应用
厢式货车-蜂窝夹芯板
优点：质轻、隔音、隔热； 裁切方式：圆锯、CNC、水切割、激光切割等； 后加工：折弯、热压； 连接：焊接、胶接、机械连接。
连续纤维增强热塑复合材料介绍
广州金发碳纤维新材料发展有限公司 2015.3.24
关于金发碳纤维公司
KingStrongTM 产品介绍
KingecoPanTM 产品介绍
KingecoPanTM 产品的应用
关于金发碳纤维公司
广州金发碳纤维新材料发展有限公司（以下简称金发碳纤维公司）是全球知
名的新材料企业金发科技股份有限公司的全资子公司，成立于2012年12月底，致力
KingecoPan™ 板材特点
性能优异：具有极高的强度，抗冲击性能极好； 尺寸稳定性好，线性膨胀系数与金属相当； 后加工简单易行。 落锤冲击测试：-40℃，1.5KG落锤，高度2m。
改性PP材料
实心板
KingecoPanTM 介绍
KingecoPan™ 板材种类及特点
板材种类 厚度（mm） 宽度（mm） 长度（mm） 强度 刚性 抗冲击性 减重 特点 实心板 1~10 ≤1500* 不限 ●●●●● ●●●●● ●●●●● ●●●○○ 性能极高，尺寸 稳定 夹芯板 实心夹芯板 1~10 ≤1500* 不限 ●●●●○ ●●●●○ ●●●●○ ●●●●○ 综合性能优异， 后加工容易 蜂窝夹芯板 5~25 ≤1500* 不限 ●●●○○ ●●●○○ ●●●○○ ●●●●● 隔音隔热 发泡夹芯板 3~40 ≤1500* 不限 ●●●○○ ●●●○○ ●●●●○ ●●●●● 吸音隔热
KingStrong™ 生产设备及流程图
张力控制系统 展丝分散系统 纤维浸渍系统 冷却定型系统 牵引收卷系统
纤维纱 放卷
纤维展 丝分散
挤 出 机
独有的全浸渍技术
模头浸 渍
冷却定 型
牵引收 卷
张力一致
展丝均匀
浸润充分
KingStrongTM 介绍
KingStrong™ 截面SEM照片
片材+PP板芯层 片材+阻燃PP板芯层 3 1.22 150 140 11 8 140 3 1.2 145 130 10 7 110
90º缺口冲击强度
阻燃性
ISO 180
UL 94
kJ/m2
--
200
HB
160
Vห้องสมุดไป่ตู้0
120
HB
100
V-0
KingecoPanTM 介绍
KingecoPan™ 产品性能
* 3000mm幅宽产品在2015年下半年可实现大规模生产
KingecoPanTM 介绍
KingecoPan™ 产品性能
KingecoPan™ 部分型号板材性能数据表 性能 材质 厚度 密度 0º拉伸强度 90º拉伸强度 0º弯曲模量 90º弯曲模量 0º缺口冲击强度 标准 --ISO 1183 ISO 527 ISO 527 ISO 178 ISO 178 ISO 180 单位 -mm g/cm3 MPa MPa GPa GPa kJ/m2 G6010NC-C3B G5011NC-C3B G6010NC-S3B 全片材 3 1.50 350 300 17 11 230 全片材 3 1.62 280 240 17 9 180 G5011NC-S3B
阻燃性 HB
V-0 HB HB
幅宽 （mm）
PP
PP PE PA6
GF
GF GF CF
60
50 60 55
1.49
1.62 1.55 1.41
450
590 470 420
750
620 678 1740
28
27 28 90
≤1500
≤1500 ≤1500 ≤500
拉伸测试时 纤维断裂， 基本无干纱
KingStrongTM 介绍
于成为全球最优秀的的先进复合材料整体解决方案供应商。 金发碳纤维公司的的产品以自主创新开发为主，产品覆盖了碳纤维、连续纤维增强热塑 性复合材料(CFRTP）等众多轻质高强先进复合材料及其相关制品，能提供从设计到仿真到 最终量产产品的整套解决方案。 金发碳纤维公司致力于降低能耗的轻量化应用，解决人类日益严峻的环境问题，积极应 对来自全球生存环境变化带来的挑战，通过均衡经济、环境社会的关系，实现可持续发展。
KingStrong™ 的应用
缠绕成型RTP管道 局部补强 成型板材（实心板、夹芯板）
连续缠绕成型
RTP管
KingecoPanTM 介绍
KingecoPan™ 系列连续纤维增强热塑性复合材料板材
KingecoPan板材是KingStrong片材经过铺层以及复合压制而成，具有极其优异的力 学性能 应用：汽车、物流箱板、建筑模板、家具板材等 实心板 蜂窝夹芯板
关于金发碳纤维公司
金发碳纤维公司总部位于广州萝岗区中新知识城， 占地200,000平方米，注 册资本金3亿元人民币。 200吨级碳纤维已于2012年投产。 10000吨级连续纤维增强热塑性复合材料片材、板材已于2015年1月份投产。 面对汽车、交通、物流等行业的众多轻量化项目正在开展中。
KingStrongTM 介绍
KingStrong™ 系列CFRTP片材
KingStrongTM系列CFRTP片材是一种连续纤维增强热塑性复合材料； 具有超高强度及韧性、质轻及可循环利用等特点； 成型便捷、周期短，可热复合成型、模压成型以及缠绕成型等。
片材外观
片材收卷
KingStrongTM 介绍