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不飽和樹脂復(fù)合材料7

    以往車輛部件用SMC/BMC樹脂絕大多選用玻璃纖維作為增強(qiáng)材料，隨著人們對(duì)車輛的輕量化、低油耗、高安全性、環(huán)保等要求的提高，高強(qiáng)度纖維復(fù)合材料，特別是碳纖維復(fù)合材料(CFRP)因其質(zhì)量小，高強(qiáng)度、高剛性和良好的耐蠕變與耐腐蝕性，而成為很有前途的汽車用輕量化材料。碳纖維復(fù)合材料在汽車上的應(yīng)用，美國(guó)開展得好。碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料具有重量輕、高力學(xué)性能的優(yōu)點(diǎn)，特別是彎曲模量（剛度）出色。為了大程度降表4汽車型SMC和高強(qiáng)度乙烯基酯樹低重量，碳纖維增強(qiáng)材料傳統(tǒng)上使用不含填料的環(huán)氧樹脂制成。由于使用手糊成型或樹脂傳遞模塑成型工藝，該材料通常用于制造小批量的航空部件、賽車等特殊產(chǎn)品。
    環(huán)氧樹脂的高成本、碳纖維價(jià)格的昂貴和勞動(dòng)密集的成型工藝限制了碳纖維復(fù)合材料的規(guī)模工業(yè)化應(yīng)用。為此國(guó)內(nèi)外業(yè)界致力于規(guī)模化、低成本碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的研發(fā)，事實(shí)上過去20年中創(chuàng)造了2個(gè)6年間產(chǎn)量翻番的紀(jì)錄，碳纖維的價(jià)格已下降，應(yīng)用也得到促進(jìn)。如果進(jìn)一步抓住機(jī)遇加快發(fā)展，碳纖維復(fù)合材料實(shí)現(xiàn)大規(guī)模汽車應(yīng)用就有非常客觀的可能性。汽車部件應(yīng)用碳纖維增強(qiáng)SMC(CF-SMC)可使重量明顯降低，隨之連接件、承載構(gòu)件、緊固件等附件的重量也可減輕。汽車部件通常要承受多種載荷，如果發(fā)揮材料50%的拉伸和50%的彎曲強(qiáng)度作用，那就意味著CF-SMC部件的壁厚可以比傳統(tǒng)的SMC減少40%，因此基于剛性，如用CF-SMC替代標(biāo)準(zhǔn)SMC應(yīng)該可以降低重量55%左右。
    近，歐洲的公司推出了用于非A級(jí)表面的半結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)汽車部件用的乙烯基酯CF-SM。原材料和成型設(shè)備由德國(guó)Ludwig-shafcn公司提供。所產(chǎn)CF-SMC提供了極好的工藝性、很輕的重量和高的機(jī)械性能組份為Atlac XP810乙烯基酯樹脂和分散型大絲束(48K)碳纖維增強(qiáng)材料。CF-SMC顯示出良好的流動(dòng)性和均勻的纖維分布性，閉模速度和固化時(shí)間可參照標(biāo)準(zhǔn)SMC。模壓件的力學(xué)性能(表5)和比重明顯優(yōu)于同等的玻璃纖維增強(qiáng)SMC。

表5 碳纖維增強(qiáng)CF-SMC(含50%纖維)力學(xué)性能

    加入世貿(mào)組織，對(duì)的FRP企業(yè)機(jī)遇大于挑戰(zhàn)，前亞洲(去除日本)人均復(fù)合材料的消耗量只有0.3kg左右，非常低。因此，復(fù)合材料的發(fā)展在亞洲具有很大的潛力和空間。近幾年的FRP將繼續(xù)有長(zhǎng)足發(fā)展，F(xiàn)RP的增長(zhǎng)速度以超過經(jīng)濟(jì)發(fā)展平均增長(zhǎng)速度而發(fā)展，但對(duì)FRP制品質(zhì)量的要求也會(huì)愈來愈高，為此，各大公司不斷開發(fā)新產(chǎn)品以滿足客戶更廣泛的需求。