一文全面了解碳纤维预浸料

⼀⽂全⾯了解碳纤维预浸料
东丽2017年初针对航空航天市场推出号称世界上性能最好的新⼀代碳纤维预浸料，其拉伸强度和抗冲击性能⽐上⼀代产品均提升了30%。

该产品解决了长久以来⾼模量和⾼韧性不可得兼的技术难题，可以耐受温度极值（极⾼温和极低温），充分迎合了航空航天应⽤的技术需求和市场期待，在上述领域或将⼤有作为。

那么碳纤维预浸料究竟为何⽅神圣，待⼩编为⼤家慢慢道来。

•什么是碳纤维预浸料
•碳纤维预浸料⽣产⼯艺
•碳纤维预浸料国内外发展现状
•碳纤维预浸料未来发展趋势
什么是碳纤维预浸料
预浸料（Prepreg，PreimpregnatedMaterials），是把基体（Matrix）浸渍在强化纤维（Reinforced Fiber）中制成的预浸⽚材产品，是复合材料的中间材料。

碳纤维预浸料是由增强体，如碳纤维纱、树脂基体、离型纸等材料，经过涂膜、热压、冷却、覆膜、卷取等⼯艺加⼯⽽成的复合材料，⼜名碳纤维预浸布。

性能特点
•强度⾼、密度⼩：碳纤维预浸料的强度可以达到钢材的6-12倍，密度只有钢材四分之⼀
•可塑性好：可根据模具形状做成任何形状，成型容易，便于加⼯
•耐腐蚀，寿命长
碳纤维预浸料种类
碳纤维预浸料的种类有单向碳纤维预浸料及编织碳纤维预浸料，单向碳纤维预浸料在纤维⽅向有最⼤的强度，通常⽤于有不同⽅向组合的叠层板，⽽编织碳纤维预浸料具有不同的编织⽅式，其强度在两个⽅向约相等，可应⽤于不同的结构物。

应⽤领域
⼴泛应⽤于钓具、运动器材、体育⽤品、航空航天等领域，军事上⽤于制造⽕箭、导弹、卫星、雷达、防弹车、防弹⾐等重要军⼯产品。

碳纤维预浸料⽣产⼯艺
碳纤维预浸料⽣产⼯艺流程
•由纤维束拼成所需的含量及宽度，然后经纤维架将纤维均匀的分开，同时树脂加热后涂布在上下离型纸上。

•将纤维及涂布树脂的上下离型纸同时导⼊滚轮中，纤维位于上下离型纸之间，借由滚轮的压⼒将树脂均匀的散布于纤维之间。

•纤维含浸树脂后经过冷却或烘⼲，经捲取器捲取成捲轴状。

碳纤维预浸料⽣产⼯艺流程图
碳纤维预浸料的主要⽣产⽅式
碳纤维预浸料主要有两种⽅式：⼀种为直接将树脂加热，以降低其黏度，便于均匀散布于纤维之间，称为热溶法。

另⼀种为将树脂溶于溶剂中来降低黏度，待树脂含浸纤维后再加热使溶剂挥发，称为溶液浸渍法。

热熔胶法的制程，树脂含量控制容易，可省略烘⼲的步骤，且⽆残存的溶剂，但树脂黏度较⾼，含浸纤维编织物时易造成纤维变形。

溶剂法投资成本低，制程简便，但是溶剂的使⽤易残存于预浸布中，影响最终复合材料的强度，⽽且造成环境污染的问题。

⽬前碳纤维预浸料主要使⽤热固性材料：环氧树脂，由于预浸料的树脂固化状态为B-stage，因⽽捲取的预浸料需于低温环境保存，碳纤维预浸料在室温所能储存的时间称为储存周期，如⽆低温储存条件，预浸料的制作量必须以在储存周期内能够使⽤完毕为原则。

碳纤维预浸料国内外发展现状
碳纤维预浸料市场前景
碳纤维产业不仅包括聚合、原丝及碳纤维的⽣产过程，⽽且包括下游碳纤维预浸料的⽣产及复合材料的⽣产与应⽤。

据复合材料杂志ReinforcedPlastics援引的报告称，到2019年，全球碳纤维预浸料市场将达40亿美元，保持快速增长，复合增长率超过11%。

由于⽣产成本的飞升和总需求的增长，碳纤维预浸料的价格将以更快的速度上涨。

全球的预浸料供应商数量不断上升，整体的市场充满着创新的活⼒，产品性能有了更⾼的表现。

碳纤维预浸料主要企业
全世界最著名的碳纤维预浸料公司是Toray（东丽）、 Hexcel（赫⽒）、Cytec（氰特）、Gurit（固瑞特）和TenCate。

占有预浸料市场的⼤部分份额。

国内企业有中复神鹰碳纤维有限责任公司、江苏恒神股份有限公司、沈阳中恒新材料有限公司、威海光威复合材料有限公司、四川新万兴复合材料有限公司、嘉兴中宝碳纤维有限公司、江苏澳盛复合材料科技有限公司等公司，虽同国外企业还存在很⼤差距，但已经在各领域取得了⼀定的成果，有效减少了对进⼝产品的依赖。

碳纤维预浸料未来发展趋势
随着碳纤维⾏业的发展，碳纤维预浸料产品在近⼏年呈现了新的预浸发展趋势。

•⼤丝束碳纤维预浸料在⼯业领域的优势⽇益明显。

•⾮热压罐⼯艺（OOA，Out of Autoclave）的预浸料⼤⼒发展，可⼤⼤降低预浸料后续固化成型的时间与成本。

•针对不同应⽤的专⽤预浸料：如汽车领域，对零件短时间成型要求⾼，为满⾜后续快速成型⼯艺，必须开发＜5min 的快速固化预浸料。

•功能化的预浸料：在树脂中混⼊纳⽶碳管或短切碳纤维制成具有吸波功能的预浸料。

•与其他材料共固化的预浸料：预浸料可以与灌注的树脂共同固化，可以与SMC共同模压固化，也可以⽤单向预浸料﹢织物预浸料﹢SMC共同模压固化。

•热塑性碳纤维预浸料：⽆需冷库仓存与运输，后续成型⼯艺⾼效且⽅便，材料的韧性⼤，抗冲击性能好，尤其可再⽣利⽤，符合节能减排绿⾊环保趋势。

转⾃：严说⼀点。