Расколотое углеродное волокно Zoltek повышает производительность SMC

Новый продукт углеродного волокна, спроектированный и размерованный для улучшения производительности компаунда листовым литьем (SMC), был коммерциализирован Zoltek Corp., компанией группы Toray (Бриджтон, штат Миссури, США). Запатентованное, предрасколотое волокно, называемое PX35 KS, оценивается при производстве прутка, конвертируя 50K пруток в 3K подпрутки, которые, в свою очередь, намотаны и поставляются как многоендовый пруток. После того как предоцененный пруток подается в рубку и длина волокна прутка режется, он рассыпается на 3K подпрутки при компаундировании в SMC тесто. По сообщениям, это улучшает обращение волокном, дисперсию и смачивание, и обеспечивает более униформное волокнистое ложе, улучшающее поток композита при прессовом литье.

«Выгода улучшенной дисперсии в том, что она позволяет производителям использовать более дешевое углеродное волокно, достигая более высоких свойств, типичных для меньшего прутка», — отмечает Кристофер Томас, директор Zoltek по автобизнесу Америки. «Вы по сути платите за стоимость 50K [автомобильного качества прутка], но получаете производительность 3K [аэрокосмического качества прутка]», — добавляет Тобиас Потыра, директор Zoltek по автобизнесу Европы.

Zoltek, известная своими крупнопрутковыми низкокостными углеродными волокнами, разработала новый продукт в Японии для решения вызова дисперсии больших прутков, особенно в тикзотропных полимерных системах как SMC. «Концепция была в том, что разделение большого прутка на меньшие размеры прутка обеспечит лучшую дисперсию на резаке», — продолжает Томас. Он добавляет, что семплирование к выборочным клиентам в Европе и Северной Америке разогналось за последний год-полтора до двух лет, где оно оценивается для структурных и внешних деталей. «Клиенты, которые испытали продукт, увидели его выгоды на первом руке», — добавляет он. Неудивительно, что основной рынок, для которого был разработан расколотый пруток — автопром, хотя, по сообщениям, любой SMC компаундер или литейщик мог бы выиграть от подхода, взятого с PX35 KS.

В терминах SMC смольных материалов, новый расколотый пруток был протестирован в трех односмольных системах: винилэфирной, эпоксидной и уретановой матрицах. Ненасыщенные полиэфирные матрицы не исследовались, поскольку наличие углеродно-волокнистого усиления уже указывало, что формулировки будут использоваться в более высокотемпературных средах и/или в применениях, чьи нагрузочные случаи требовали более высокой механической производительности. Винилэфирные формулировки описывались как растворенные (в противоположность горячеплавленным) системах, хотя они варьировались от обычных стиренированных, к сниженным стирол/летучие органические соединения (VOC), к без стирол/VOC системам. По сообщениям, те же улучшения дисперсии были видны в каждой из смольных систем.

Продукт еще не оценивался в других термореактивных или термопластичных химиях, ни был пробован в других формовочных системах за пределами прессового литья. «Хотя волокно было разработано для SMC и доступно с размерованием для смол SMC, мы видим потенциал для применения технологии к другим процессным технологиям и типам смол — возможно, даже термопластикам», — объясняет Потыра. «Однако мы еще не тестировали его в тех системах, потому что мы сначала хотели успешно внедрить этот тип волокна в SMC перед расширением его использования на другие технологии».

Никаких значительных изменений в резаке, по сообщениям, не нужно с новым продуктом, хотя некоторые другие процессные модификации могут оптимизировать дисперсию. «Дизайн SMC линий может варьироваться, так что техническая помощь доступна от Zoltek для помощи с обращением волокном, дисперсией, размерованием и т.д.», — добавляет Томас.

PX35 KS основана на популярном PX35 50K волокне Zoltek. «PX35 KS адресует и соответствует промышленным нуждам в терминах доступности и ценообразования, но мы, конечно, также предлагаем наш стандартный 50K продукт для некоторых применений по слегка более низкой цене», — отмечает Потыра. «В конце мы позволим рынку решить».

Официальные лица Zoltek не сказали, будет ли другие варианты продукта с более тонкими или более толстыми размерами прутка, хотя они добавили, что дальнейшие оценки будут продолжаться. Неофициально, «KS» в названии продукта, по сообщениям, является аббревиатурой для «kassen», японского слова для «раскол».