高性能纤维多轴向经编复合材料进展

高性能纤维多轴向经编复合材料进展主要内容2.多轴向经编复合材料性能及用途1.高性能纤维原料3.多轴向经编织物生产与应用中的问题4.多轴向经编织物生产的展望第2页,共36页，2024年2月25日，星期天1.高性能纤维原料第3页,共36页，2024年2月25日，星期天1.高性能纤维原料无机纤维玻璃纤维芳纶有机纤维碳纤维玄武岩纤维硼纤维氧化铝纤维石英纤维超高分子量聚乙烯刚性较大、脆性大、易起毛Click柔性较好、布面平整度不易控制heretoaddyourtext.聚酰亚胺第4页,共36页，2024年2月25日，星期天1.高性能纤维原料1.1

玻璃纤维玻璃纤维作为增强材料，是树脂基复合材料的绝对主体，占应用量的98%以上。2014年我国玻纤产量超过521万吨。第5页,共36页，2024年2月25日，星期天1.高性能纤维原料1.1

玻璃纤维玻璃纤维作为增强材料，是树脂基复合材料的绝对主体。98%玻璃纤维2%其他纤维2010-2014年中国玻璃纤维纱产量第6页,共36页，2024年2月25日，星期天1.高性能纤维原料1.1

玻璃纤维商品名E-玻璃C-玻璃AR玻璃E-CR玻璃D玻璃高强玻璃纤维化学成分无碱玻璃中碱玻璃无硼无碱优点机械性能较好电气绝缘性好耐酸性较好价格便宜耐碱性好耐酸耐水性好介电强度好高强度高模量缺点不耐酸强度略低——价格高价格极高用途电绝缘占玻璃纤维产量60%玻璃钢增强过滤织物增强水泥地下管道贮罐低介电玻璃纤维军工空间防弹盔甲织造要求不高较高较高较高较高商品化的玻璃纤维第7页,共36页，2024年2月25日，星期天1.高性能纤维原料1.2

碳纤维国外厂家小丝束东丽Toray东邦Toho三菱Mitsubishi35.1%24.2%18.1%大丝束阿克苏AKZO卓尔泰克Zoltek阿尔笛腊ALDILA73.7%2014.7.8，美国新泽西州的CYTEC与德国DRALONGMBH建立战略协商，共同开发大丝束工业级碳纤维2014年碳纤维行业十大新闻之三2014年碳纤维行业十大新闻之二2014.3.3，日本东丽收购美国大丝束碳纤维公司卓尔泰克，东丽的全球市场份额占到32%第8页,共36页，2024年2月25日，星期天1.高性能纤维原料1.2

碳纤维国内厂家台塑年产量可达8750吨，产量位居世界第四江苏恒神2011年投产千吨级碳纤维生产线，产品品级从T300向T700提升中复神鹰08年投产千吨级碳纤维生产线，产品：PAN基1K、3K、6K、12K碳纤维，并且提供原丝江苏航科2012年建成T800产业化生产线第9页,共36页，2024年2月25日，星期天1.高性能纤维原料1.2

碳纤维世界碳纤维产能、需求和价格变化图在航空航天之外的碳纤维应用，由于成本控制，主要以24k以上的大丝束为主，由于成本和后段加工效率因素，大丝束化的趋势异常强劲。第10页,共36页，2024年2月25日，星期天1.高性能纤维原料1.3

玄武岩纤维第11页,共36页，2024年2月25日，星期天1.高性能纤维原料1.3

玄武岩纤维第12页,共36页，2024年2月25日，星期天1.高性能纤维原料1.3

玄武岩纤维第13页,共36页，2024年2月25日，星期天1.高性能纤维原料1.4其他高性能纤维纤维密度强度GPa产量吨价格范围元/kg玻璃纤维~2.72521万~5碳纤维~1.453200~250玄武岩纤维~2.635000~20芳纶~1.436000~200（700）超高分子量聚乙烯~0.93.53000~1152015年1月起，玻璃纤维价格全面上涨6%左右第14页,共36页，2024年2月25日，星期天2.多轴向经编复合材料性能及用途第15页,共36页，2024年2月25日，星期天2.1性能特点抗拉强力较高抗撕裂性能好抗剪切性能好生产效率远远高于手工单向铺层和机织可以使用高性能脆性纤维原料2.多轴向经编复合材料性能及用途第16页,共36页，2024年2月25日，星期天2.多轴向经编复合材料性能及用途2.2产品用途芳纶纤维高模高强聚乙烯玻璃纤维碳纤维玄武岩纤维第17页,共36页，2024年2月25日，星期天2.多轴向经编复合材料性能及用途2.2产品用途用于风力叶片的复合材料绝大部分采用经编多轴向布，其铺纬角度和层数根据叶片的具体需要而定。现在经编网格布作为骨架材料开始流行。2013年全国风电装机总量9141万千瓦，2014年1-6月全国已经达到9858万千瓦。2013年开始，世界风电年新增装机市场将会以6-10%的增长速度持续到2018年。叶片大型化高强玻璃纤维应用玻纤/碳纤混合应用目前世界最大风力叶片80米，国内最大75米。维斯塔斯中复连众风力发电第18页,共36页，2024年2月25日，星期天2.多轴向经编复合材料性能及用途2.2产品用途低空飞行开放将引领一批小飞机潮，碳纤维多轴向经编织物将迎来发展。航空航天国产大飞机C919已开始试用国产碳纤维多轴向经编织物大飞机的蒙皮、机翼部分主要采用多轴向经编复合材料轻质高强复合材料可使飞行器重量减轻20-25%，有效节约燃料，提高载荷第19页,共36页，2024年2月25日，星期天2.多轴向经编复合材料性能及用途2.2产品用途主要对手：机织经编复合材料可用于制造车辆壳体、发动机引擎盖、保险杠等，还可以在高铁无砟轨道上用作充填式垫板，地铁中作为第三轨保护罩、电缆支架、逃生平台等。双轴向4层多轴向车辆制造第20页,共36页，2024年2月25日，星期天2.多轴向经编复合材料性能及用途2.2产品用途经编复合材料稳固性好，轻质高强，可用来制造船艇的船身、舱壁、甲板、上部结构、桅杆、船帆等，造船业是目前经编复合材料应用很大的市场。船舶制造玻璃钢船旅游船钢质船2014年度常州船舶建造企业年度工作会议第21页,共36页，2024年2月25日，星期天2.多轴向经编复合材料性能及用途2.2产品用途交通建筑经编复合材料越来越多地用在增强混凝土上，用于重建和修复建筑物。德国德累斯顿（Dresden）工业大学提出了一个新的观念，旨在使混凝土立柱在修复后承载能力能够得到提高。其方法是在混凝土立柱的整个长度方向上包覆一层多轴向经编增强结构来增固混凝土，这样可以恢复其稳定性，还能够抗扭转应力和弯曲应力。第22页,共36页，2024年2月25日，星期天2.多轴向经编复合材料性能及用途2.2产品用途在混凝土内部形成一种网格体系，可以提高其抗冲击性能和增加韧性，能有效提高混凝土的强度和使用期限。以连续玄武岩纤维为增材料制成的复合筋已成功应用在在公路建设中，替代部分钢筋。经编格栅保温防火材料连续玄武岩纤维的内装饰材料，起到吸音、防火、防潮、隔断等作用单向布、格栅等材料，用于建筑和桥梁的结构加固玄武岩纤维交通建筑第23页,共36页，2024年2月25日，星期天2.多轴向经编复合材料性能及用途2.2产品用途柔性复合材料第24页,共36页，2024年2月25日，星期天3.多轴向经编织物生产与应用中的问题第25页,共36页，2024年2月25日，星期天3.多轴向经编织物生产与应用中的问题应用领域应用领域拓展第26页,共36页，2024年2月25日，星期天3.多轴向经编织物生产与应用中的问题3.1原料在织物生产中的问题聚酰亚胺纤维直径小于0.1mm玻璃纤维织物芳纶纤维织物

布面不平

铺纬困难

其他力学性能差细度小导电其他新原料

断纱玻璃纤维代替涤纶作为捆绑纱？第27页,共36页，2024年2月25日，星期天3.多轴向经编织物生产与应用中的问题3.1原料在织物生产中的问题玻璃纤维织物芳纶纤维织物

织物强度不够

织造困难

其他使用领域不同力学性能不同其他原料不同品种

断纱不同种类原料混合生产90°铺纬时会有槽针刺穿纱线的过程，噪音较大，且明显限制了机器速度；大针距铺纬、细纱铺纬时出现的间隙问题第28页,共36页，2024年2月25日，星期天3.多轴向经编织物生产与应用中的问题3.2织物生产中的品质要求碳纤维玻璃纤维玄武岩纤维玻纤展现时表面变黄的问题第29页,共36页，2024年2月25日，星期天3.多轴向经编织物生产与应用中的问题3.3织物及其复合材料应用领域扩展1-利用原料特点开发新型产品采用聚酰亚胺/芳纶等新型纤维原料开发具有抗高温的多轴向经编织物2-利用产品用途特点开发新型产品采用玄武岩等新型纤维原料开发低成本土工用经编织物第30页,共36页，2024年2月25日，星期天3.多轴向经编织物生产与应用中的问题3.4其他经编结构经编网眼织物网眼织物孔率大，密度小，结构稳定。常用作树脂砂轮增强复合材料，土工格栅，建筑外墙保温材料等。

对于硅胶基与橡胶基等高粘度基体柔性复合材料制备有特殊优势。

第31页,共36页，2024年2月25日，星期天3.多轴向经编织物生产与应用中的问题3.3其他经编结构经编间隔织物在混凝土中使用的经编间隔织物。此种间隔织物材料的两面有双轴向覆盖加固面，由AR玻璃纤维束加工制成，随后在其两面涂覆一层4mm厚的混凝土薄层。这种材料用作中间层在生产内建筑材料PUR泡沫三明治结构墙板中使用。采用间隔织物复合材料具有重量轻，弯曲和压缩强度好特点在游艇建造中，比传统夹层材料有节省重量，快速加工与不需防腐等优点第32页,共36页，2024年2月25日，星期天4.多轴向经编织物生产的展望第33页,共36页，2024年2月25日，星期天4.多轴向经编织物生产的展望机械设备制造商不仅要提供最好的产品，更重要的是要提供最好的服务。全方位为顾客服务，就是提供顾客都还未曾想到的需求。生产技术进一步提高新兴领域市场的拓展特殊机型的开发1243装备与工艺的协同发展生产展望第34页,共36页，2024年2月25日，星期天4.多轴向经编织物生产的展