
新型碳纤维使拉伸强度提升超 15%
UDea® EcoPaXX® 系列产品以聚酰胺 4.10(polyamide 4.10)为基材,添加 60 重量百分比的单向(UD)连续碳纤维进行增强。与采用低强度碳纤维增强的同类材料相比,该复合材料中使用的新型碳纤维使单向带在纤维方向的拉伸强度提升超 15%,达到约 2.2 吉帕斯卡(GPa)。
“因此,该单向带能确保储罐缠绕层具备高强度与高刚度,同时保障整个储罐的高结构完整性。”UDea® 产品销售与业务开发经理贾科莫・佩尔费蒂(Giacomo Perfetti)解释道。
热塑性单向带的一种应用工艺为激光辅助带铺放技术(laser assisted tape placement),可采用启停式加工原理,仅在承受高压所需的关键区域对衬里进行增强。非承重区域的碳纤维可从复合材料结构中去除,这是传统湿法缠绕热固性加工工艺无法实现的优势,最终可实现高达 20% 的减重与成本节约。
相较于热固性环氧树脂系统更易回收
该热塑性基复合材料的核心优势在于其可持续性:聚酰胺 4.10 基材部分源自生物基原料,且作为热塑性复合材料,其回收利用难度远低于储氢罐缠绕常用的热固性环氧树脂系统 —— 后者在储罐使用寿命结束后只能进行填埋或焚烧处理。此外,使用该单向带缠绕内衬时,无需进行热固性材料所需的固化工艺,也无需接触相关化学物质,因此无需额外采取特殊职业安全措施及清洁流程。
“这款新型单向带完善了我们用于储氢容器制造的热塑性材料产品组合。我们的产品还包括来自 Durethan®(杜力顿 ®)和 Akulon®(爱克龙 ®)品牌的抗冲改性聚酰胺 6 复合材料,适用于储罐内衬的吹塑、注塑及滚塑成型工艺。作为一站式供应商,恩骅力(Envalior)可提供全热塑性储氢罐系统制造所需的各类材料,大幅简化了储罐的回收流程。” 恩骅力(Envalior)高级工程经理伯特・凯斯特拉(Bert Keestra)表示。
将聚酰胺 4.10 基单向带应用于聚酰胺 6 复合材料制成的内衬时,激光产生的热量会使两种聚酰胺在界面处形成熔融接触,进而形成整体式结构,实现牢固的材料粘合。
“因此,当承受机械或热负荷时,内衬无法独立于复合材料结构发生变形,这不仅降低了屈曲风险,还使储氢罐在使用寿命内的清洁与维护更加便捷。” 佩尔费蒂(Perfetti)补充道。
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