氟樹脂／碳纖維 複合材料（開發品）

2022.08.11
氟樹脂／碳纖維 複合材料（開發品）


大金新開發的「氟樹脂／碳纖維複合材料（ CFRTP ）」是具有優異耐化學藥品性的熱可塑性複合材料 。 可期待廣泛應用於需要高構造強度機械特性 、輕量化、耐衝擊性、防汙性・撥水撥油性 、滑動性、難燃性、耐熱性 等多樣用途的需求。

開發緣由
本次我們致力將氟樹脂與碳纖維做複合化結合，除了保有耐化學藥品性等氟樹脂的優異機能外，也成功克服了機械特性降低的課題 。 不只是針對氟樹脂機械強度有需求的客戶，對於考慮透過取代金屬而達到輕量化效果的客戶、既往在使用硬化性碳纖維強化樹脂（ CFRP ）上對耐衝擊性、防汙性・撥水撥油效果、滑動性、難燃性這些特性有需求的客戶，以及遭遇氟素塗布層從基材脫落問題的客戶，我們將針對這些客戶進行提案。




解決課題
・藉由金屬的樹脂化而達到小型化、輕量化 (比強度 、韌性、耐熱性、低熱膨脹係數 )
・藉由取代熱硬化CFRP 達到機能強化( 耐化學藥品性、滑動性、耐衝擊性、難燃性、防汙性 )
・藉由短纖維化達到成形性強化 (成形性 、可再加工)

預估市場・用途
・具有 輕量化需求的機器人・無人機、航空機、汽車 、 油類&氣體 、 海洋建築物
・要求滑動性的軸承用途
・要求潔淨性的半導體用途
・需要大規模維護的大型建築物(離岸風力發電等 )
・氟素塗料包覆金屬部分的代替素材

特色
(1)提供超越以往的高 Vf 對應 *
     特殊的碳纖維開纖技術能達到更好的樹脂浸漬性，即使在成型後也可以獲得稠密的積層結構。
     因此可以達到高強度。
     因為可以達到高浸漬，所以能提供超越以往（ Vf50 ％左右）的高 Vf 。
         *Vf ：纖維體積含有量


(2)作為金屬替代品有助於減輕重量。
     透過合成碳纖維，可以獲得較高的 抗拉強度 及比彎曲剛性 。
     此結果，同等於鋼鐵、鋁的強度，可以達到輕量化。
     Chopped sheet 對鋼鐵可以達到 33% 的輕量化）
     以抗拉強度等物理性能為例，可以透過調整碳纖維含量和纖維方向來提高抗拉強度等
     機械特性 。



(3)良好的成形性與流動性。
     Chopped sheet 是由碳纖維經過可維持強度的長度且以 Chop 材隨機定向切制而成的，另隨著樹
     脂的熔體流動性，纖維可以填充到各個部位，所以能夠抑制強度偏差的影響。

(4)良好的耐酸耐鹼性。
     對多數的化學藥品穩定性高、不受任何酸、鹼、氧化劑和有機溶劑影響。可套用於 濃硫酸 、
     氫氟酸等不適合 使用 PEEK 、 PPS 的特殊領域 。

(5)良好的耐衝擊強度。（圖 3)
     即使與碳纖維複合後，也不影響氟樹脂的高韌性、同時維持出色的耐衝擊性。

(6) 表面低摩擦性具有良好的滑動性。 (圖 4)
      透過氟樹脂的高滑動性與碳纖維的開纖技術，即使復合後也能實現優異的滑動特性。具有比其他材
      料更好的低摩擦係數和滑動性。

( 7)良好的撥水撥油特性、防止 污泥附著以及優異的去除性 。 (圖 5)
     與其他 CFRP 相比，顯示出較高的接觸角，並且無須塗裝即能表現出撥水撥油和 防污性。

( 8)良好的耐水性。 (圖 6)
     與熱固化 CFRP 相比，吸水率非常低，適合使用在水域環境。












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