一文全面了解碳纤维预浸料

1、一文全面了解碳纤维预浸料 东丽官网3月7日宣布，针对航空航天市场推出号称世界上性能最好的新一代碳纤维预浸料，其拉伸强度和抗冲击性能比上一代产品均提升了30%。该产品解决了长久以来高模量和高韧性不可得兼的技术难 题，可以耐受温度极值（极高温和极低温），充分迎合了航空航天应用的技术需求和市场期待，在上述 领域或将大有作为。什么是碳纤维预浸料 预浸料（Prepreg，PreimpregnatedMaterials），是把基体（Matrix）浸渍在强化纤维（Reinforced Fiber）中制成的预浸片材产品，是复合材料的中间材料。 碳纤维预浸料是由增强体，如碳纤维纱、树脂基体、离型纸等材料，经过涂

2、膜、热压、冷却、覆膜、卷 取等工艺加工而成的复合材料，又名碳纤维预浸布。性能特点 强度高、密度小：碳纤维预浸料的强度可以达到钢材的6-12倍，密度只有钢材四分之一 可塑性好：可根据模具形状做成任何形状，成型容易，便于加工 耐腐蚀，寿命长 碳纤维预浸料的种类有单向碳纤维预浸料及编织碳纤维预浸料，单向碳纤维预浸料在纤维方向有最大的强度，通常用于有不同方向组合的叠层板，而编织碳纤维预浸料具有不同的编织方式，其强度在两个方 向约相等，可应用于不同的结构物。应用领域 广泛应用于钓具、运动器材、体育用品、航空航天等领域， 军事上用于制造火箭、导弹、卫星、雷达、 防弹车、防弹衣等重要军工产品。碳纤维预浸料生

3、产工艺碳纤维预浸料生产工艺流程 由纤维束拼成所需的含量及宽度，然后经纤维架将纤维均匀的分开，同时树脂加热后涂布在上下离型纸上。 将纤维及涂布树脂的上下离型纸同时导入滚轮中，纤维位于上下离型纸之间，借由滚轮的压力将树脂均匀的散布于纤维之间。 纤维含浸树脂后经过冷却或烘干，经捲取器捲取成捲轴状。碳纤维预浸料的主要生产方式 碳纤维预浸料主要有两种方式：一种为直接将树脂加热，以降低其黏度，便于均匀散布于纤维之间，称 为热溶法。另一种为将树脂溶于溶剂中来降低黏度，待树脂含浸纤维后再加热使溶剂挥发，称为溶液浸渍法。 热熔胶法的制程，树脂含量控制容易，可省略烘干的步骤，且无残存的溶剂，但树脂黏度较高，含浸纤

4、 维编织物时易造成纤维变形。溶剂法投资成本低，制程简便，但是溶剂的使用易残存于预浸布中，影响 最终复合材料的强度，而且造成环境污染的问题。 目前碳纤维预浸料主要使用热固性材料：环氧树脂，由于预浸料的树脂固化状态为B-stage，因而捲取的预浸料需于低温环境保存，碳纤维预浸料在室温所能储存的时间称为储存周期，如无低温储存条件，预 浸料的制作量必须以在储存周期内能够使用完毕为原则。碳纤维预浸料国内外发展现状碳纤维预浸料市场前景 碳纤维产业不仅包括聚合、原丝及碳纤维的生产过程，而且包括下游碳纤维预浸料的生产及复合材料的 生产与应用。 据复合材料杂志ReinforcedPlastics援引的报告称，到

5、2019年，全球碳纤维预浸料市场将达40亿美元， 保持快速增长，复合增长率超过11%。由于生产成本的飞升和总需求的增长，碳纤维预浸料的价格将以 更快的速度上涨。全球的预浸料供应商数量不断上升，整体的市场充满着创新的活力，产品性能有了更 高的表现。碳纤维预浸料主要企业全世界最著名的碳纤维预浸料公司是Toray（东丽）、 Hexcel（赫氏）、Cytec（氰特）、Gurit（固瑞 特）和TenCate。占有预浸料市场的大部分份额。国内企业有中复神鹰碳纤维有限责任公司、江苏恒神股份有限公司、沈阳中恒新材料有限公司、威海光 威复合材料有限公司 、四川新万兴复合材料有限公司 、嘉兴中宝碳纤维有限公司、江

6、苏澳盛复合材料科 技有限公司等公司，虽同国外企业还存在很大差距，但已经在各领域取得了一定的成果，有效减少了对 进口产品的依赖。碳纤维预浸料未来发展趋势 随着碳纤维行业的发展，碳纤维预浸料产品在近几年呈现了新的预浸发展趋势。 大丝束碳纤维预浸料在工业领域的优势日益明显。 非热压罐工艺（OOA，Out of Autoclave）的预浸料大力发展，可大大降低预浸料后续固化成型的时间与成本。 针对不同应用的专用预浸料：如汽车领域，对零件短时间成型要求高，为满足后续快速成型工艺，必须开发5min的快速固化预浸料。 功能化的预浸料：在树脂中混入纳米碳管或短切碳纤维制成具有吸波功能的预浸料。 与其他材料共固化的预浸料：预浸料可以与灌注的树脂共同固化，可以与SMC共同模压固化，也可以用单向预浸料织物预浸料SMC共同模压固化。 热塑性碳纤维预浸料：无需冷库仓