近日，根據(jù)Monoist網(wǎng)站發(fā)布的*新消息顯示，三菱化學(xué)先進(jìn)材料公司（Mitsubishi Chemical Advanced Materials Inc.，MCAM）成功開(kāi)發(fā)出一種能以0.3mm厚度注射成型的超高強(qiáng)度碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料。2024年1月31日-2月2日在日本東京國(guó)際會(huì)展中心舉辦的“新功能材料展覽會(huì)上”，三菱化學(xué)先進(jìn)材料公司展示并推出了這種注塑成型工藝用超高強(qiáng)度碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料“KyronMAX”。

KyronMAX碳纖維復(fù)合材料可以用于無(wú)人機(jī)和消防員的LED手燈零部件，其特性使其能夠取代鋁和鎂等金屬材料，這是傳統(tǒng)樹(shù)脂材料難以做到的。通過(guò)采用特殊的復(fù)合技術(shù)，它比傳統(tǒng)的注塑塑料具有更高的強(qiáng)度和剛性。

KyronMAX碳纖維復(fù)合材料的特性

MCAM公司KyronMAX系列產(chǎn)品是一種具有極高強(qiáng)度的碳纖維增強(qiáng)塑料。它是由短碳纖維混合到熱塑性樹(shù)脂中制成的CFRP材料。與熱固性CFRP（預(yù)浸料）或SMC（片狀模塑料）不同，它是用于注射成型的顆粒材料，因此很容易批量生產(chǎn)形狀復(fù)雜的成型產(chǎn)品。

KyronMAX 采用特殊的復(fù)合技術(shù)和碳纖維加工技術(shù)，使其比傳統(tǒng)的注塑塑料具有更高強(qiáng)度、更高剛度。作為一項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù)，它實(shí)現(xiàn)了注塑用塑料材料的*高強(qiáng)度水平，*大拉伸強(qiáng)度為383 MPa。具體來(lái)說(shuō)，其拉伸強(qiáng)度比通用玻璃纖維增強(qiáng)樹(shù)脂高70%以上，比通用碳纖維增強(qiáng)樹(shù)脂高30%以上。

下表中對(duì)比了不同樹(shù)脂基復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度。淺灰色樣品表示添加了30%玻璃纖維時(shí)的拉伸強(qiáng)度，深灰色表示添加30%碳纖維時(shí)的拉伸強(qiáng)度，紅色表示KyronMAX中添加30%碳纖維時(shí)的拉伸強(qiáng)度。KyronMAX 通過(guò)碳纖維與基體樹(shù)脂之間極高的粘合力實(shí)現(xiàn)了比傳統(tǒng)碳纖維增強(qiáng)復(fù)合樹(shù)脂更高的機(jī)械性能。

KyronMAX作為一種高強(qiáng)度、高剛性的碳纖維樹(shù)脂基復(fù)合材料，具有可與鋁、鎂等金屬材料相媲美的優(yōu)異機(jī)械性能，KyronMAX在保持高性能的同時(shí)，其比重比鋁低約40%，比鎂低約30%，這對(duì)減輕零件的重量做出了很大貢獻(xiàn)。因此可通過(guò)替代金屬來(lái)實(shí)現(xiàn)輕量化，并有望在傳統(tǒng)樹(shù)脂材料難以替代金屬的領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。

KyronMAX 使用的增強(qiáng)材料為短碳纖維，這是與長(zhǎng)纖維增強(qiáng)顆粒 (LFT) 不同的技術(shù)。由于它使用了短纖維，因此各向異性較小，成型品不易翹曲或扭曲，使其成為易處理的材料。另外，在材料含有長(zhǎng)纖維的情況下，成型品的熔接線的強(qiáng)度可能會(huì)顯著降低，并且可能無(wú)法實(shí)現(xiàn)原本的高機(jī)械性能。KyronMAX 使用短纖維，因此熔接線處的強(qiáng)度損失相對(duì)較小，并且比其他短纖維增強(qiáng)塑料表現(xiàn)出更好的機(jī)械強(qiáng)度。

KyronMAX 是一種以隨機(jī)方向排列的短碳纖維增強(qiáng)樹(shù)脂復(fù)合材料。由于它使用了短碳纖維，因此可以滲透到縫隙中。此外，它可以應(yīng)用于極其復(fù)雜的形狀和厚度在2mm以下的結(jié)構(gòu)件，這是使用長(zhǎng)碳纖維增強(qiáng)樹(shù)脂難以實(shí)現(xiàn)的。根據(jù)公司的經(jīng)驗(yàn)，使用該款材料也有以0.3mm的厚度注塑成型的成功案例。此外，通過(guò)使用特殊的粘合劑來(lái)提高基礎(chǔ)樹(shù)脂和碳纖維之間的粘合力，能夠注射成型具有高韌性和高強(qiáng)度的零件。

目前，KyronMAX碳纖維復(fù)合材料主要應(yīng)用領(lǐng)域包括體育休閑用品（自行車(chē)零件、釣魚(yú)器材、射箭零件、高爾夫零件等）、無(wú)人機(jī)、汽車(chē)、家電、工業(yè)機(jī)器人、醫(yī)療器械等零部件。截至目前，這種材料已被用于無(wú)人機(jī)零件、消防員用 LED 手燈和摩托車(chē)消聲器。目前，正在推薦通過(guò)KyronMAX材料的注射成型來(lái)作為鋁模具零件的替代品。