Zoltek分丝碳纤维大幅提升SMC性能
一种为改善片状模塑料（SMC）性能而设计定型的新型碳纤维产品，已由Zoltek Corp.（Toray集团公司，美国密苏里州布里奇顿）商业化。该专利预分丝纤维名为PX35 KS，在丝束带生产过程中划线，将50K丝束产品转化为3K子束，再卷绕作为多端丝束供应。预划线丝束进切碎单元切断纤维长度后，在复合成SMC面团过程中分散为3K子束。据报这改善了纤维处理、分散与浸润，提供更均匀纤维床，改善压缩模塑时复合料流动性。
“改善分散的益处是允许制造商用低成本碳纤维实现通常仅小丝束才能达到的高性能，”Zoltek美洲汽车业务总监Christopher Thomas指出。“本质上你支付50K[汽车级丝束]成本，却获得3K[航空航天级丝束]性能，”Zoltek欧洲汽车业务总监Tobias Potyra补充。
Zoltek以大丝束低成本碳纤维闻名，在日本开发新品以应对大丝束分散挑战，尤其是SMC等亲流变聚合物体系。“概念是将大丝束分离为更小丝束尺寸，在切碎机处提供更好分散，”Thomas续道。过去一年半至两年，向欧美精选客户送样评估，结构件与外观件均在测。“试用客户亲眼见证其优势，”他添加。不出所料，分丝产品首要目标市场为汽车，虽据报任何SMC配料商或模塑商均可受益。
SMC树脂体系方面，新分丝产品已在三种单树脂体系测试：乙烯基酯、环氧、聚氨酯基体。未测不饱和聚酯基体，因碳纤维增强已暗示配方用于更高温环境和/或需更高力学性能的载荷工况。乙烯基酯配方为溶溶型（非热熔），涵盖常规苯乙烯型、低苯乙烯/VOC至无苯乙烯/VOC体系。据报各树脂体系均见相同分散改善。
产品未在其他热固性或热塑性化学体系评估，未尝试压缩模塑外其他成型工艺。“虽纤维为SMC开发并配SMC树脂浆料，我们看潜力将技术延伸至其他加工技术与树脂类型——甚至热塑性，”Potyra解释，“但我们先要在SMC成功落地此纤维类型，再拓展用途。”
切碎机无需重大改动，虽其他工艺调整可优化分散。“SMC生产线设计各异，Zoltek提供纤维处理、分散、浆料等技术支持，”Thomas补充。
PX35 KS基于Zoltek热门PX35 50K纤维。“PX35 KS满足工业可用性与定价需求，我们当然也为某些应用提供标准50K产品，价格略低，”Potyra注，“最终由市场决定。”
Zoltek官方未透露是否会有更细或更粗丝束的其他变体，虽表示将持续评估。非官方说法：产品名“KS”据报为日语“kassen”（分裂/分丝）缩写。
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