新開發兼具彈性與堅固的CFRP,不怕反覆彎折

 

刊登日期:2018/11/19
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東麗(TORAY)日前發表新款的「有彈性又堅固的聚合物」,係將分子結合部可滑動的環狀聚合物,導入至熱硬化性樹脂,實現了同時具備硬度與可撓性的碳纖強化樹脂(CFRP)。發表當天並有採用了該材料的概念車展示。除了汽車之外,預計亦可拓展至護具與運動領域,看好多方用途。

該聚合物係結合樹脂架橋點可自由移動的環狀聚合物,以及東麗公司既有的奈米等級混合樹脂之「NANOALLOY」這兩項技術而成。環狀聚合物「Polyrotaxane」是由繩狀與環狀分子「Cyclodextrin」所構成,並透過NANOALLOY技術來結合基材樹脂與環狀聚合物。

其實這已經是第3次的成果展現。在以環氧樹脂為基底的熱硬化性樹脂應用此項技術,製作出具備環狀聚合物構造的CFRP;而該公司從以前就利用Polyamide 6、玻纖強化PA6等熱可塑性樹脂,建立起成熟的應用技術。

此次透過NANOALLOY技術,使熱硬化性樹脂與Polyrotaxane得以均一混合。利用硬化反應中的相溶性變化,將環狀聚合物構造以奈米等級導入,且與熱可塑性樹脂相比,導入率毫不遜色。導入了環狀聚合物的CFRP,呈現出的撓曲強度、撓曲彈性率與一般CFRP幾乎相等。另一方面,在反覆撓曲疲勞測試上,展現出3倍的耐疲勞特性,由此可知該材料具備相當的彈性。研發團隊的下一步,則是要評估將環狀聚合物導入碳纖中,就如同玻離纖維一樣,但碳纖維的表面加工較玻離纖維困難,是待解的課題之一。


資料來源: 化學工業日報 / 材料世界網編譯
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