2017日本機能性材料與Nanotech展看高分子新材料與新加工技術動向

 

刊登日期:2017/5/31
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高信敬/工研院材化所

一、前言
2017年日本機能性材料與Nanotech展於2月中在日本東京Big Sight舉行,計有5萬多人來場觀展,參展家數約500多家,涵蓋全球20多個國家,參展攤位則約800多個。其中的Nanotech 2017今年是第16屆舉行,整體展覽的大標題訴求為:加速異領域技術的融合,共創未來之新知領域。

本文將針對此次2017日本機能性材料與Nanotech展篩選有關高分子新材料與新加工技術發展動向相關之重點特色新資訊做一扼要之介紹,期能對相關業界有所助益。

二、展會重點介紹
1.  汽車輕量化結構材用長碳纖維補強Nylon複合材LFT(NEDO/名古屋大學國立複合材中心)
NEDO曾於2008-2012年的日本國家型計畫中,投入3.8億日圓開發汽車輕量化結構材用碳纖維補強PP熱塑複合材及其模壓成型加工/汽車應用部品組裝接合/模擬計算等系統化技術的建構,期能透過碳纖維補強PP熱塑複合材將現有汽車減重30%。本計畫由當時東京大學教授高橋淳擔任總計畫主持人,PP CFRTP預浸材為透過液壓式Double-belt熱壓成PP CFRTP Prepreg製程技術特色為主軸,如下圖一所示。

圖一、東京大學開發的液壓式Double-belt熱壓成PP系CFRTP Prepreg製程技術與600噸Stamping模壓成型加工系統
圖一、東京大學開發的液壓式Double-belt熱壓成PP系CFRTP Prepreg製程技術與600噸Stamping模壓成型加工系統

因PP屬泛用塑膠,強度較受限,NEDO於新的日本國家型計畫中繼續發展汽車輕量化結構材用長碳纖維補強高強度Nylon工程塑膠複合材LFT(Long Fiber Reinforced Thermoplastic Composite),由名古屋大學國立複合材中心的石川隆司教授擔任總計畫主持人,組成產官學研共21個成員的龐大研發聯盟團隊。如下圖二所示。

名古屋大學國立複合材中心開發的Nylon LFT製程技術特色主要是透過預先表面處理好的連續碳纖維Roving導入雙軸押出機中段,與Nylon進行Melt混合分散,再從模口出料形成一個大Block的熱塊材,續經後加熱製程,透過Robot將此熱塊材放入熱壓Stamping模具中,進行汽車大型部件之快速Stamping熱壓成型,整體Cycle-time不到1min,碳纖維成形後之平均長度為5mm,具有高強度及複雜部品形狀好深度加工之特色(圖三)。

圖三、名古屋大學國立複合材中心開發的Nylon LFT製程技術特色
圖三、名古屋大學國立複合材中心開發的Nylon LFT製程技術特色

2. PPS三層微多孔膜(Toray)
Toray透過結構設計及O/I界面雙軸延伸造孔發泡技術以研製PPS三層微多孔膜,其特色為中間層包空氣之三層Core&Shell多孔膜,具耐溫/耐化學/Durable/高斷熱/低介電(Dk=1.9@10GHz)/低損失(Df=0.001@10GHz)/低比重/難燃,適用於下世代高頻低介電5G通訊輕量化電子軟板/工業部品等絕緣隔熱材應用,其中Dk/Df在10GHz已遠低於LCP Film,如圖五~六所示。

圖六、PPS三層微多孔膜試製高頻低介電軟板(左);PPS三層微多孔膜
圖六、PPS三層微多孔膜試製高頻低介電軟板(左);PPS三層微多孔膜

3. 3D列印用PPS,PPS/CF補強等微粒子(Toray)
Toray全球首推出3D列印(粉末床熔融結合造型法)所需之PPS、PPS/CF補強、PPS/GF補強及PBT、PA等高流動性粉末微粒子,具---以上為部分節錄資料,完整內容請見下方附檔。


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