一、項目研究背景

 

　　碳纖維增強樹脂基復(fù)合材料具有輕質(zhì)、高強、耐疲勞性能好和可設(shè)計性強等優(yōu)點，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于航空航天、軌道交通、汽車運輸、風(fēng)力發(fā)電和海洋工程等領(lǐng)域。而復(fù)合材料傳統(tǒng)成型工藝的自動化程度和生產(chǎn)效率仍較低，制品的質(zhì)量穩(wěn)定性較差，制造成本較高。

 

　　近年來，以纖維纏繞成型為代表的低成本高效復(fù)合材料自動化成型技術(shù)得到行業(yè)的高度關(guān)注和快速發(fā)展。相對于傳統(tǒng)濕法纏繞成型，該項目研究的干法纏繞成型省去了纏繞前的浸漬，并且擁有高的制備效率和優(yōu)良的工作環(huán)境，同時也解決了濕法纏繞中制品樹脂含量和性能不穩(wěn)定等缺陷。國外已對干法纏繞技術(shù)進行較為深入的開發(fā)和應(yīng)用，但國內(nèi)干法纏繞技術(shù)仍處于初級階段，主要因為干法纏繞預(yù)浸紗的制備技術(shù)為少數(shù)發(fā)達國家的技術(shù)封鎖。針對國內(nèi)干法纏繞成型用碳纖維增強環(huán)氧樹脂預(yù)浸紗及復(fù)合材料的需求，以及干法纏繞工藝未來巨大的市場潛力，項目采用一步法研制具有良好纏繞工藝性、儲存周期長，且工藝性能良好、力學(xué)性能優(yōu)良的碳纖維環(huán)氧樹脂預(yù)浸紗/絲束，滿足干法纏繞成型制備高性能碳纖維復(fù)合材料的需求。

 

　　二、項目主要創(chuàng)新點

 

　　項目研究了環(huán)氧樹脂預(yù)固化機理及調(diào)控機制，開發(fā)了干法纏繞預(yù)浸紗配套環(huán)氧樹脂體系及增韌固化調(diào)控技術(shù)；研發(fā)了基于大數(shù)據(jù)的響應(yīng)面優(yōu)化調(diào)控預(yù)浸紗樹脂含量與表面質(zhì)量的關(guān)鍵技術(shù)，形成了干法纏繞碳纖維/環(huán)氧樹脂預(yù)浸紗一步法連續(xù)制備與評價成套技術(shù)與裝備；實現(xiàn)了碳纖維/環(huán)氧樹脂預(yù)浸材料連續(xù)穩(wěn)定制備及產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，開發(fā)了預(yù)浸紗干法纏繞制備高性能復(fù)合材料的應(yīng)用技術(shù)。

 

    項目具有自主知識產(chǎn)權(quán)，已獲授權(quán)相關(guān)專利11件，其中發(fā)明專利3件。

批量生產(chǎn)預(yù)浸紗/束產(chǎn)品

 

 

　　三、項目產(chǎn)業(yè)化及應(yīng)用情況

 

　　項目已建成單線產(chǎn)能150噸/年碳纖維環(huán)氧樹脂預(yù)浸紗生產(chǎn)線4條，并實現(xiàn)批量生產(chǎn)和銷售，有效提高干法纏繞復(fù)合材料的生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，相關(guān)復(fù)合材材料產(chǎn)品已經(jīng)在軌道交通、機械裝備以及體育器材等領(lǐng)域得到應(yīng)用，經(jīng)濟和社會效益良好。

　　四、項目成果單位簡介

 

　　東華大學(xué)是教育部直屬、國家“211工程”、國家“雙一流”建設(shè)高校。東華大學(xué)建有專業(yè)從事復(fù)合材料研發(fā)的民用航空復(fù)合材料協(xié)同創(chuàng)新中心，重點開展復(fù)合材料結(jié)構(gòu)設(shè)計、關(guān)鍵中間材料開發(fā)、成型技術(shù)以及性能評價與驗證等研究。

 

　　山東江山纖維科技有限公司深耕復(fù)合材料行業(yè)20年，是國家高新技術(shù)企業(yè)、山東省“專精特新”企業(yè)、山東省新材料領(lǐng)軍企業(yè)50強企業(yè)。與東華大學(xué)、山東大學(xué)等高等院校建有新型“產(chǎn)學(xué)研”合作，現(xiàn)擁有授權(quán)發(fā)明專利2項，實用新型專利21項。

 

　　公司掌握碳纖維編織、預(yù)浸、纏繞、拉擠、針刺等工藝核心技術(shù)，打造“鑫碩”、“方時”、“江山”、“國碳”“江拓”五大自主品牌。

 

　　公司獨立研發(fā)的FRD系列匹配的樹脂體系，推出了“預(yù)浸紗線”“高強高韌”“無鹵阻燃”“高強高模”“高透明性”“耐高溫性”“低溫/快速固化”“高透波”等系列環(huán)氧復(fù)合樹脂材料，將纖維和樹脂性能發(fā)揮到極致，專業(yè)解決客戶一直糾結(jié)的適配性難題。