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[交流] 跟国际名企一起了解热塑性复合材料的未来

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热塑性复合材料凭借其可重复使用性和可持续性的优势，正在改变复合材料市场。实际上，Marketsandmarkets的报告显示，到2024年，热塑性复合材料市场预计将达到360亿美元。全球复合材料制造商Exel Composites的研发和技术高级副总裁Kim Sjödahl分享了对热塑性复合材料崛起的见解。

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用于生产复合材料的树脂有两种主要类型：热固性和热塑性。热固性树脂是目前最常见的树脂，但是随着复合材料用途的扩展，热塑性树脂也正在被越来越多的研究。

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图片来源：TAPAS

热固性树脂通过使用热进行固化而硬化，以形成具有不熔性或不熔性刚性键的高度交联的聚合物，该刚性键在暴露于热时不会熔化。另一方面，热塑性复合材料是单体的分支或链，在加热时会软化并在冷却后固化-这是一种可逆的过程。简而言之，您可以重新熔化并重新形成热塑性复合材料，但不能重新形成热固性复合材料。

为什么热固性复合材料统治？·

热固性树脂，例如环氧树脂或聚酯，由于其低粘度有助于实现良好的渗透到纤维网络中，因此在复合材料生产中很受欢迎。这允许使用更多的纤维并增加最终复合材料的强度。

在拉挤成型过程中，热固性树脂的过程开始于将纤维浸入树脂中，然后将其拉入模具中并加热。这开始了固化反应，该固化反应将低分子量液态树脂转化为固体三维网络结构，从而将纤维锁定在这个新形成的网络中。

由于大多数固化反应都是放热反应，因此一旦反应开始，反应将很容易扩散，从而使热固性生产易于扩展。固定后，三维结构将纤维锁定在适当的位置，并赋予复合材料强度和刚度。

热塑性复合材料的兴起 ·

热塑性树脂和热塑性复合材料已经存在了一段时间，特别是对于短纤维应用。但是，由于越来越需要在不损失结构稳定性的情况下增加轻量化，特别是在汽车工业中，热塑性复合材料引起了新的关注。

一个具体的例子是使用热塑性复合材料来减轻车门内部组件重量的潜力。实际上，一家日本大型汽车制造商最近开始重新设计其内门部件，采用热塑性复合材料。可以相信，这种材料可以使门的重量减少近一半。

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图片来源：CIM

热塑性复合材料在复合材料工业中的成功将取决于开发产品和有效工艺的企业。

飞得很高 ·

采用更多的热塑性树脂将不仅使汽车受益，尤其是由于新的商用飞机通常包含超过50％的复合零件。

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热塑性复合材料很容易成为运输市场据点的原因很多。与其他材料相比，该材料制成的组件可以焊接，从而减少了对粘合剂的需求，并且可以包覆成型以生产具有卓越机械性能的先进几何形状。

热塑性树脂的普遍优势在于，它们可以无休止地软化和重整，而不会显着降低物理性能。热塑性产品一旦达到其生命周期的尽头，就可以将其熔融并重整以用于新的用途，从而减少了材料浪费。从材料本身的物理特性以及不适合使用热固性材料的潜在新应用中可以发现其他优势。

在热塑性拉挤成型成为主流之前，仍有许多研究需要完成，特别是因为大多数生产方法都适合热固性树脂，因此必须加以调整。

热塑性树脂显示出巨大的潜力，可以生产易于回收的坚固，轻巧的复合材料。尽管现在不是放弃久经考验的热固性复合材料的明智之举，但还是要注意热塑性复合材料的发展，特别是在将可持续性放在首位的情况下。

除热塑性树脂可以助理可持续发展外，生物基树脂以及可降解树脂亦体现了环保可持续的理念。想了解更多有关绿色树脂相关的发展及应用？欢迎关注“2021绿色复合材料论坛”。

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