東華復材推出新一代全國產(chǎn)化連續(xù)碳纖維熱塑性復合材料，賦能航空航天與高端汽車

上海東華復材科技有限公司（以下簡稱“東華復材”）朱姝團隊推出航空級熱塑性復合材料拳頭產(chǎn)品——全國產(chǎn)化連續(xù)碳纖維增強聚苯硫醚（CF/PPS）與碳纖維增強聚醚醚酮（CF/PEEK）板材。朱姝團隊來自東華大學，是東華復材的核心技術團隊。團隊從2012年起攻堅熱塑性復合材料，甘于“十年磨一劍”，持續(xù)展開卡脖子創(chuàng)新攻關，致力于熱塑性復合材料的產(chǎn)業(yè)應用領域。團隊通過碳纖維與樹脂基體的界面設計與成型工藝迭代優(yōu)化，目前復合材料已成功突破航空級性能標準，實現(xiàn)全國產(chǎn)化CF/PPS和CF/PEEK板材的生產(chǎn)，正是該項里程碑式成果有效解決“卡脖子”問題、賦能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要轉化。

2009年，在歐美，PPS、PEEK等熱塑性復合材料開始在航空部件中應用，給大飛機輕量化帶來里程碑的革命。熱塑性復合材料迅猛發(fā)展，國外產(chǎn)業(yè)界紛紛牽頭成立各大研發(fā)計劃，比如，由歐洲空客公司、?？思夹g公司和Tencate復材公司牽頭成立的TAPAS和TAPAS 2 計劃，由歐洲空客公司和德國宇航中心等牽頭成立的Clean sky和Clean sky ll計劃，逐步實現(xiàn)熱塑性復合材料在民機上次承力件到主承力件的應用。

先進熱塑性復合材料量產(chǎn)彼時在國內(nèi)尚屬空白領域。在此背景下，朱姝義無反顧將“連續(xù)纖維增強航空熱塑性復合材料及其零部件的全流程制備”?作為研究方向。此后10余年，朱姝團隊以模壓成型板材作為出發(fā)點，不斷創(chuàng)新工藝，相繼實現(xiàn)了耐高溫上漿劑的制備，實現(xiàn)了航空級CF/PPS和CF/PEEK板材的制備。

目前，朱姝團隊已經(jīng)完成原材料和設備全面國產(chǎn)化的CF/PPS、CF/PEEK、CF/PA6、CF/PC、GF/PP和GF/PA6等熱塑性復合材料板材的自主研發(fā)。第三方權威檢測機構認證表明，板材綜合性能與國際先進產(chǎn)品持平。在研發(fā)過程中，團隊也在積極探索先進熱塑性復合材料在醫(yī)療、汽車等領域的應用。其中，全國產(chǎn)化CF/PPS板材是東華復材的核心產(chǎn)品之一，目標是用在高端汽車、無人機和未來的國產(chǎn)C919大飛機上。

該款全國產(chǎn)化CF/PPS板材重量約為鋼鐵的六分之一，具有出色的耐化學性和耐溶劑性，且具有高強、高韌、低孔隙率等特點。經(jīng)第三方檢測機構測試驗證，產(chǎn)品性能可以媲美國際龍頭企業(yè)東麗旗下Toray的同類產(chǎn)品。

與常用的熱固性復合材料相比，CF/PPS板材作為熱塑性復合材料，具有二次成型的優(yōu)勢，因此，在坯料充足的情況下，可以通過沖壓成型技術實現(xiàn)零部件的快速制造，從而大幅縮短零部件的生產(chǎn)周期，輕松順應下游零部件及整機生產(chǎn)的流水線節(jié)奏。目前，東華復材已具備成熟的沖壓成型技術，能夠運用公司推出的全國產(chǎn)化CF/PPS板材，通過采用點陣張力控制技術，在60秒內(nèi)制造出雙彎折的C型增強肋結構、L型角片、J型平尾前緣等，這是當前熱固性復合材料難以企及的“生產(chǎn)速度天花板”。

鑒于其比模量、比強度等優(yōu)勢特性，連續(xù)碳纖維增強聚苯硫醚復合材料在運載領域輕量化中具有顯著優(yōu)勢，并且已經(jīng)成為航空航天領域廣泛應用的復合材料之一。不僅空客（Airbus）、波音（Boeing）等世界知名飛機制造商生產(chǎn)的飛機，很多部件都使用了該材料，而且還廣泛應用于BGM-109“戰(zhàn)斧”巡航導彈、F-22“猛禽”戰(zhàn)斗機、F-35“閃電II”戰(zhàn)斗機等一系列先進軍用裝備，優(yōu)異的力學性能得到了充分驗證。

它廣泛適用于飛機機翼前緣，飛機座椅，機身連接件，龍骨梁，支架，起落架，艙門，垂直尾翼和方向舵組件等零部件，能夠提高這些零部件的抗沖擊、耐高溫和耐腐蝕性能，并且通過減輕質量達到降低飛機燃油消耗的目的。東華復材推出的全國產(chǎn)化CF/PPS板材，同樣可以廣泛適用于航空航天、高端汽車、無人機等領域，為降低油耗、節(jié)能減排，滿足航空航天輕量化發(fā)展需求提供可靠的解決方案。

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來源：?東華經(jīng)緯先進技術研究院

作者：任毅 司南