复材资讯·国际新研发：几分钟内就可制造出高性能热塑性复合材料
德克萨斯 A&M 大学的研究人员开发了一种使用混合纳米材料的方法，能够在几分钟内制造出具有良好机械性能的高性能热塑性复合材料。纤维增强热塑性塑料因其固有的特性正在高速取代金属——它们轻便、坚固、可回收和可延展。它们可用于各种应用，包括制造、汽车和航空航天工业，因为它们既具有成本效益又具有可持续性。该项目以车重减轻10%，燃油效率提高6%-8%，二氧化碳年排放量减少325公斤为前提。提供了与金属零部件制造竞争的可相关人员说。此外，该项目解决了航空航天领域减少重量和制造成本的需求，从经济上证明了制造用于成像、雷达、监视和交付的小型飞行器的合理性。它还加快了商用飞机快速制造复合材料的认证。克服悖论高性能热塑性复合材料通常是半结晶的，包含结晶区和无定形区。在聚合物中，晶体是聚合物链按特定顺序排列的区域，无定形区域是具有随机结构的区域。然而，热塑性塑料存在一个悖论：如果通过增加晶体数量来提高强度，它会变脆，但如果通过增加无定形区域来解决脆性，则强度会显着降低。由于快速加热和冷却过程没有足够的时间形成晶体，因此快速制造过程会引发这种悖论，从而难以生产坚固的热塑性塑料。研究人员说，实现具有相互影响的特性的结构具有挑战性。然而，这些结构在自然界中是存在的。例如，象鼻的强度足以举起数百磅，在战斗中很僵硬，但也足够柔软、灵活和细腻，可以处理小蔬菜。同时，它还提供多种功能，如通讯、饮水和淋浴。这些令人难以置信的功能的关键是树干的复杂微观结构，我们可以将其视为我们如何在一个结构中实现自相矛盾的特性的一个例子。 设计结晶非晶微结构为了应对这一挑战，研究人员建议在制造过程中使用混合纳米材料设计结晶非晶微结构。这些纳米材料可以通过控制晶体的成核、生长、取向和尺寸分布，将晶体调整为所需的结构。在生产过程中开发微观结构会产生一种既坚固又抗断裂的热塑性复合材料。他们的新方法有可能以更快的速度和更低的成本生产纤维增强热塑性塑料。此外，它可以提供一种可扩展的解决方案，能够在制造业中与金属竞争。该项目通过为汽车、航空航天和海洋工业配备快速制造技术，加速了可能有利于美国经济和国家安全的制造平台。未来，研究人员将寻求提供物理证据，证明他们的制造过程反映了他们的分子模拟。为了完成这项任务，他们正在与空军研究实验室合作，以确定他们的研究结果是否与制造工艺兼容。来源：复材网 特别声明:公 众号部分文章和图片来源于网络，发布的目的在于传递更多信息及分享，并不代表本公 众号赞同其观点和对其真实性负责，也不构成任何其他建议。版权归原作者所有，任何组织或个人对文章版权或内容的准确性存在疑议，请第一时间联系我们，我们会及时修改或删除。广告免责声明:为了公 众号稳定发展，本公众 号会不定时承接行业广告、产品推广、会议培训推广等广告展示方式有文章前/中/后以图片形式展示、软文展示、产品链接展示等。本公 众号只提供发布平台，对广告内容的真实性或有效性不做评价，请自行判别。所有广告内容及相关事项与本公 众号无关，特此声明。来源：碳纤维生产技术
