低成本碳纖維復(fù)合材料在乘用車上的應(yīng)用

蘆長椿

（全國化纖新技術(shù)開發(fā)推廣中心，北京 100020）

低成本碳纖維復(fù)合材料在乘用車上的應(yīng)用

蘆長椿

（全國化纖新技術(shù)開發(fā)推廣中心，北京 100020）

碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料（CFRP）可以減輕乘用車體質(zhì)量，改善燃油效率，減少CO2的排放，但碳纖維高昂的成本制約了它的廣泛應(yīng)用。簡介了低成本碳纖維（LCCF）的研究與開發(fā)動(dòng)向以及木質(zhì)素基和聚烯烴基碳纖維技術(shù)快速進(jìn)入商業(yè)化的的態(tài)勢(shì)。

低成本碳纖維；復(fù)合材料；乘用車；應(yīng)用

0 引言

提高燃油效率是汽車輕量化研究極具戰(zhàn)略性的任務(wù)，亦將促進(jìn)新一代纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的研究和使用。預(yù)計(jì)2015～2020年間，CFRP在汽車市場(chǎng)需求的年增長率約在30%[1]。

從復(fù)合材料的應(yīng)用考量，乘用車大體分為4 類，即特種級(jí)別的汽車如賽車，可100%使用CFRP，以性能為先，無須顧忌成本，此類車的年需求數(shù)量全球不足萬輛；次為中級(jí)車（或稱超豪華級(jí)），該級(jí)別車對(duì)復(fù)合材料的選擇，是基于市場(chǎng)因素下取價(jià)格與成本的平衡；三是高附加值車型（或稱豪華級(jí)）數(shù)量約占市場(chǎng)的4%～5%，其對(duì)CFRP成本顯示出極強(qiáng)的敏感性，在滿足性能的前提下力求低成本；而大量無結(jié)構(gòu)特性要求的量產(chǎn)車型占絕對(duì)的市場(chǎng)份額，其輕量化對(duì)材料的選擇，無疑是低成本碳纖維（LCCF）及其復(fù)合材料，并已顯現(xiàn)出越來越清晰的利用生物可再生資源的趨勢(shì)[2]。

LCCF的開發(fā)與市場(chǎng)拓展面臨著如下的挑戰(zhàn)：

⑴ 合理的生產(chǎn)規(guī)模。

⑵ 可替代原絲的選擇以及應(yīng)用研究與設(shè)計(jì)，有可能降低碳纖維27%～38%的成本。諸如采用熔法原絲工……