熱可塑性樹脂碳纖維復合材料解決量產難關

"如果電動汽車（EV）與用碳纖維相結合，日本的汽車產業(yè)將如虎添翼"，東京大學工學系研究科教授高橋淳如是說。

高橋教授在2008～2012財年以五年計劃實施的日本新能源產業(yè)技術綜合開發(fā)機構（NEDO）產學合作項目“以碳纖維復合材料實現(xiàn)低能耗、循環(huán)型社會”中擔任項目負責人。

該項目是從全球氣候變暖對策的角度出發(fā)，針對汽車車身用途，研發(fā)采用碳纖維的新材料。參加該項目的，包括咨詢委員會在內，有東麗、三菱麗陽、東洋紡、東京大學、東北大學、京都工藝纖維大學等11家企業(yè)和大學，力爭通過將原來的鐵換成這種新材料，使車身重量減輕30％。

減輕車身重量從提高燃效的角度來說，是非常重要的。

高橋教授說：“雖然減輕汽油車的重量也非常重要，但對于日本來說，比其具有更大意義的是減輕電動汽車、混合動力車（HEV）及插電式混合動力車（ＰＨＥＶ）的重量。”

目前，電動汽車和混合動力車正逐步得到普及。在這里成為課題的是充電電池。據預測今后在電動汽車和混合動力車配備的充電電池領域，鋰離子電池將成為主流。不過，鋰屬于“稀有金屬”，原料主要依賴進口。價格較高，目前已經成為阻礙電動汽車、混合動力車降低價格的重要原因。

并且，充電時間也是一個較大的課題。例如，三菱汽車的電動汽車“i-MiEV”，利用普通家用電源，8小時以上才能充滿電。

不過，如果通過減輕車身重量來提高燃效，既能實現(xiàn)電池小型化，也能降低電動汽車和混合動力車的價格，并推動其進一步普及。還可降低對中國的依賴程度，縮短充電時間。充電電池的許多相關課題將得到解決。

高橋教授強調：“能夠實現(xiàn)車身輕量化的，唯有日本具有絕對國際競爭力的碳纖維?！?

不適合大量生產的原有復合材料

碳纖維是大約50年前由日本人發(fā)明的材料。其最大的魅力在于重量輕而強度高。盡管重量只有鐵的4分之1，但強度為鐵的10倍。而且不會生銹。

因此，作為實現(xiàn)低碳社會的重要王牌之一，受到了全球的關注。比如，為了提高燃效，利用塑料樹脂凝固了碳纖維的“碳纖維復合材料（CFRP＝carbonfiberreinforcedplastics）”被應用于最新型飛機“波音787”的機身等。

截至2010年，碳纖維全球份額的7成左右由東麗（34％）、東邦特耐克絲集團（19％）及三菱麗陽集團（16％）占據，是日本國際競爭力最強的產業(yè)領域之一。

雖然統(tǒng)稱碳纖維，但品質和用途也各種各樣，特別是應用于波音787的碳纖維，是東麗花費40多年時間研發(fā)出來的汗水和淚水的結晶。

“因此，雖然目前美國和中國也出現(xiàn)了致力于碳纖維開發(fā)的企業(yè)，但我認為其他國家在品質方面很難趕上日本”，高橋教授對此滿懷自信。

由于重量輕而且具有高強度，因此實際上不僅是客機，碳纖維復合材料也已經被應用于國際“F1”車賽的賽車車身、風力發(fā)電風車的一部分、釣竿及網球拍等多個領域。

不過，先不說電動汽車和混合動力車，此前連汽油車都未加以采用的原因何在？。

其原因就在于，現(xiàn)有碳纖維復合材料無法進行大量生產。因此，項目的目的就在于開發(fā)出可大量生產的碳纖維復合材料。

現(xiàn)有碳纖維復合材料除了不能進行大量生產之外，還有價格高、不能循環(huán)再利用等課題。這些課題實際上均來自現(xiàn)在使用的塑料樹脂的特性。項目要力爭解決上述所有課題。

來源：中國色母粒網

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