東麗-納米技術的基材


東麗通過應用允許納米級的NANOALLOY?技術開發了新的基體樹脂#2573和#2574兩種或多種樹脂的相分離。

在該技術下,優化了組合樹脂、固化劑和固化條件的類型,以固化樹脂在均勻混合狀態下將相分離的固化樹脂結構控制在納米級。鑒于樹脂模量和斷裂韌性之間的權衡關系,很難提高樹脂,同時保持其韌性。然而,通過應用其NANOALLOY?技術,東麗已經成功結合了這些迄今為止相互排斥的特征(圖1、圖2)。

圖 1. 基體樹脂中的 NANOALLOY? 技術

圖 2. NANOALLOY? 應用樹脂的物理特性

1#2573樹脂:耐沖擊

#2573具有比現有耐熱韌性樹脂#2592大得多的韌性,同時保持與#2592相同的模量;因此,#2573復合材料的夏比沖擊強度提高了14%。當比較兩種樹脂的載荷與應變曲線時,兩者在最大載荷之前表現相同,之后#2573樹脂復合材料的能量吸收顯著增加(圖3、圖4)。

圖3. 耐沖擊 NANOALLOY? #2573 的簡支梁沖擊強度(平板的總能量吸收)

圖4. 簡支梁沖擊強度圖的圖像

2#2574樹脂

高抗彎強度#2574在保持與#2592相同韌性的同時,比現有的耐熱韌性樹脂#2592具有更大的模量;因此,在保持圓柱復合材料的扭轉強度的同時,可以預期顯著提高彎曲模量,這對于高爾夫球桿應用來說是理想的。

此外,將 #2574 樹脂與 TORAYCA? T1100G 纖維相結合的復合材料提供高強度和高模量碳纖維,與傳統樹脂相比,強度提高了13%,模量提高了10%(圖 5)。

圖 5. 高彎曲強度 NANOALLOY? #2574 復合材料的物理特性

3技術概述

NANOALLOY?技術是由Toray開發的一種創新的微觀結構控制技術,通過在納米尺度上微小地分散多個聚合物,可以顯著改善現有材料的特性。該技術實現了微米級(百萬分之一米)傳統合金無法實現的聚合物的高性能和功能,是一項革命性的技術,其基本專利、核心工藝專利和實用專利歸東麗所有。

1定義

在納米尺度上結合多種聚合物形成聚合物合金結構的技術。

聚合物合金結構包括:

1.在納米尺度上微小分散多個聚合物的結構。

2.能夠形成連續3-D結構的結構,該結構通過抑制自組織效應(其中聚合物在混合聚合物時自行結合),在納米尺度上精確地對準聚合物,并且

3.包括“納米顆?!钡慕Y構,幾十個納米大小的粒子具有各自材料的特性。

2應用效果概述

NANOALLOY?技術是夢想起飛的地方,例如通過結合不同的聚合物創造一種全新的聚合物來改變世界。NANOALLOY?技術有可能產生更大的影響,反映世界不斷變化的需求。

NANOALLOY?技術創造的新價值示例:

剛性與抗沖擊性相結合

通過將剛性與出色的抗沖擊性相結合,該技術不僅有望用作計算機和其他精密電子設備的外殼材料,以防止掉落,而且還可能用于高爾夫球桿軸、網球和羽毛球球拍框架以及自行車框架等運動設備。它還通過啟用可移動的交聯結構來解鎖另一個級別的韌性,即使在極端條件下(如非常低的溫度)也能確保高韌性。

應用示例:

電腦外殼、高爾夫球桿、網球和羽毛球球拍框架、自行車、釣魚桿、寒冷天氣汽車部件、床墊、地板等。

發生撞擊時吸收能量

用輕質吸收沖擊的塑料材料取代汽車中傳統使用的金屬材料,預計將有助于在發生重大撞擊(如交通碰撞)時顯著提高行人和乘客的安全性,并保護電池和油箱等安全關鍵部件。

應用示例:

汽車外部和其他碰撞安全部件(沖擊吸收材料)、球拍繩、棒球棒、安全帽等。

高速變形的靈活性

以前,在抵抗載荷所需的剛度和承受變形所需的耐沖擊性之間總是有一個折衷。然而,NANOALLOY?在正常使用過程中起到塑料的作用,使其能夠在高速變形的情況下靈活變形,這有望在用作個人防護設備時提高人們的安全性。

應用示例:

運動防護設備等。

高流動性

該技術通過允許塑料接頭移動而不使用降低流動性的橡膠部件來實現高韌性,由于熔融聚合物的流動性增加,該技術允許減少零件的厚度和更復雜的產品設計。預計還將通過縮短注射成型周期和降低加工溫度來節省能源,從而減少溫室氣體排放。

應用示例:

小型精密部件,如通信設備連接器

可成形性

關于薄膜,我們已經開發了一種能夠粘附和響應復雜形狀的材料,同時即使在低成型溫度下也容易加工。這種材料使得使用環保薄膜代替傳統的涂層和電鍍技術,將裝飾元素添加到3D設計中成為可能。

應用示例:

智能設備、家用電器、汽車內飾和外飾等的裝飾薄膜。

吸聲減振

可以模制成片和纖維的塑料使制造減少振動和噪音的塑料材料成為可能。

應用示例:

運輸設備、外殼、工廠機械、機床等。

耐熱性

大大提高的耐溫性和使用壽命耐熱性使其能夠用于需要高性能塑料的應用,如電器、電子元件和汽車部件。

應用示例:

數據備份磁帶、電氣絕緣材料等的基膜。

可回收性

出色的抗沖擊性使以前被丟棄的塑料能夠長期使用,甚至有助于提高材料的可回收性。

2一點說明

本文的標題“基材”,它的英文是“matrix”。Matrix用在復合材料范疇中,也有譯為 “基體”。纖維增強樹脂復合材料中,基材是多種材料的混合物。

原文,1.《Evio Inc. publicly launches clean sheet Evio 810 hybrid-electric aircraft》2026.1.1

2.《Montreal start-up Evio targets 2029 first flight for hybrid-electric airliner》2025.12.11

楊超凡