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アプリケーション市場の継続的な拡大に伴い、熱硬化性樹脂ベースの炭素繊維複合材料は徐々に限界を示しており、耐摩耗性や耐高温性の面でハイエンドアプリケーションのニーズを完全に満たすことができません。この場合、熱可塑性樹脂ベースの炭素繊維複合材料の地位は徐々に高まり、先進複合材料の新たな勢力となりつつあります。近年、中国の炭素繊維技術は急速に発展しており、熱可塑性炭素繊維複合材料の応用技術もさらに推進されている。

連続炭素繊維強化熱可塑性プリプレグの探求において、熱可塑性炭素繊維の応用における 3 つの傾向が鮮明に実証されています。

1. 粉末炭素繊維強化から連続炭素繊維強化へ
炭素繊維熱可塑性複合材料は、粉末炭素繊維、チョップド炭素繊維、一方向連続炭素繊維、および織物炭素繊維強化材に分類できます。強化繊維が長いほど、加えられた荷重によってより多くのエネルギーが提供され、複合材料の全体的な強度が高くなります。したがって、粉末またはチョップド炭素繊維強化熱可塑性複合材と比較して、連続炭素繊維強化熱可塑性複合材は、より優れた性能上の利点を有します。中国で最も広く使用されている射出成形プロセスは、粉末または細断炭素繊維で強化されたものです。製品のパフォーマンスには一定の制限があります。連続炭素繊維強化材を使用すると、熱可塑性炭素繊維複合材がより幅広い用途に使用できるようになります。

2. ローエンド熱可塑性樹脂から中高級熱可塑性樹脂マトリックスへの展開
熱可塑性樹脂マトリックスは溶融時に粘度が高く、炭素繊維材料を十分に浸透させることが難しく、その浸透度がプリプレグの性能に大きく関係します。さらなる濡れ性の向上を図るため、複合改質技術を採用し、独自の開繊装置や樹脂押出装置を改良しました。炭素繊維ストランドの幅を広げるとともに、樹脂の連続押出量を増加させました。炭素繊維寸法上の熱可塑性樹脂の濡れ性が明らかに改善され、連続炭素繊維強化熱可塑性プリプレグの性能が効果的に保証されました。連続炭素繊維熱可塑性複合材料の樹脂マトリックスを、PPS および PA から PI およびピークまで拡張することに成功しました。

3. ラボハンドメイドから安定した量産へ
実験室での小規模な実験の成功から、工場での安定した量産まで、鍵となるのは生産設備の設計と調整です。連続炭素繊維強化熱可塑性プリプレグが安定して量産できるかどうかは、一日の平均生産量だけでなく、プリプレグの品質、つまりプリプレグ中の樹脂含有量が制御可能か、その割合が適切であるか、プリプレグ内の炭素繊維が均一に分布し、完全に浸透しているか、プリプレグの表面が滑らかか、サイズが正確かどうか。