Репортаж от Wedoany，Японская корпорация Mitsubishi Chemical недавно выпустила две новые марки углеродных препрегов — Xlinktech™-HT (#375) и Xlinktech™-HS (#372), предназначенные для решения технического противоречия между жесткостью и ударной вязкостью высокомодульных углеродных композитов.
В процессе повышения жесткости углеродных композитов (CFRP) возникает проблема: чем выше модуль упругости волокна, тем более материал подвержен внутренним повреждениям при ударе. Как промежуточный материал для CFRP, углеродный препрег представляет собой полуфабрикат в виде листа, полученный пропиткой непрерывных углеродных волокон смолой. Его конечные свойства зависят от поддержки волокон матрицей смолы и эффективности передачи напряжений на границе раздела волокно-смола. Фактические случаи разрушения показывают, что повреждения часто начинаются в зоне смолы или в результате отслоения на границе волокно-смола, а не из-за разрыва самих углеродных волокон. Это явление особенно выражено в CFRP, армированных высокоэластичными углеродными волокнами.
Высокомодульные углеродные волокна, благодаря высокому модулю упругости при растяжении и стабильности размеров, обладают значительным потенциалом применения в аэрокосмической отрасли, конструкции спутников, промышленных роботах, высокопроизводительных беспилотных летательных аппаратах и высококлассном спортивном инвентаре. Однако из-за низкого относительного удлинения при разрыве, при внешних ударных воздействиях в композите могут возникать такие повреждения, как растрескивание матрицы смолы, отслоение на границе раздела и расслоение между слоями, что снижает общую несущую способность. Повышение устойчивости к повреждениям при сохранении высокой жесткости становится ключевым направлением в разработке CFRP.
Mitsubishi Chemical заявляет, что серия Xlinktech использует собственную технологию проектирования смол, оптимизируя структуру сшитой сетки смолы и границу раздела волокно-смола на молекулярном уровне. Это позволяет повысить ударную вязкость и долговечность композита, сохраняя жесткость высокомодульных углеродных волокон. При этом Xlinktech™-HT ориентирован на повышение вязкости материала, а Xlinktech™-HS — на общую прочность и ударную стойкость, предлагая дифференцированные решения для различных областей применения. Компания уже начала поставки образцов и в дальнейшем будет продвигать применение продукции с учетом результатов проверки у клиентов.
Повышение требований к характеристикам легких материалов в таких областях, как новые энергетические автомобили, передовое авиационное оборудование и промышленная автоматизация, стимулирует развитие углеродных композитов в направлении высокой прочности, высокой жесткости и высокой надежности. Оптимизация системы смол и состояния границы раздела стала одним из важных технических путей повышения общих характеристик композитов. Отрасль считает, что по сравнению с простым улучшением свойств самого углеродного волокна, этот технический подход более эффективно позволяет сбалансировать противоречие между жесткостью и вязкостью.
В настоящее время многие компании-производители материалов ведут разработки в области высоковязких смол, термопластичных смоляных систем, модификации границы раздела и наноусиления для улучшения ударной стойкости и срока службы композитов. Выпуск серии Xlinktech компанией Mitsubishi Chemical является важным шагом в продуктовой стратегии компании в области сопутствующих материалов для высокопроизводительных углеродных композитов. С началом поставок образцов эта серия продукции, как ожидается, найдет применение в аэрокосмической отрасли, мобильности, промышленном оборудовании, спорте и отдыхе и других областях.
Углеродные композиты, как представители легких высокопроизводительных материалов, своим технологическим прогрессом окажут глубокое влияние на многие сферы высокотехнологичного производства. Выпуск серии Xlinktech компанией Mitsubishi Chemical предлагает техническое решение для преодоления противоречия между жесткостью и вязкостью высокомодульных углеродных волокон.
