編者按:2018年4月,日本帝人集團(tuán)決定將其旗下東邦特耐克絲株式會社合并到帝人株式會社。業(yè)務(wù)合并后傳統(tǒng)概念東邦碳纖維就被帝人碳纖維替代。本公眾號在前期曾撰寫一系列有關(guān)日本帝人公司的相關(guān)文章近60篇,更多資訊可以閱讀《日本帝人:碳纖維工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)導(dǎo)者》專題。
在本文中主要結(jié)合帝人公司發(fā)布的2022最新版碳纖維產(chǎn)品目錄及性能指標(biāo),并與之前發(fā)布產(chǎn)品進(jìn)行了對比,總體而言,新版目錄增加了3款新產(chǎn)品,其中包括一款48K大絲束碳纖維。
附:本公眾號日本帝人碳纖維原創(chuàng)文章
《日本帝人公司碳纖維產(chǎn)品及其應(yīng)用領(lǐng)域》
《詳解日本帝人公司碳纖維產(chǎn)品(2020版)》
《全面了解日本帝人公司——碳纖維產(chǎn)品》
《全面了解日本帝人公司——碳纖維復(fù)材》
《全面了解日本帝人公司——熱塑性復(fù)材》
《全面了解日本帝人公司——短切碳纖維》
《全面了解日本帝人公司——碳纖維預(yù)浸料》
《全面了解日本帝人公司——高阻燃纖維》
《全面了解日本帝人公司——中間材料》
《全面了解日本帝人公司——熱固性預(yù)浸料》
《全面了解日本帝人公司——熱塑性預(yù)浸料》
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帝人碳纖維產(chǎn)品最新性能指標(biāo)
日本帝人集團(tuán)(包括帝人有限公司、帝人歐洲以及帝人美國公司)2022版Tenax?碳纖維的最新產(chǎn)品目錄和性能指標(biāo),與此前2020版產(chǎn)品目錄相比,主要變化在于新增了三款碳纖維,其中包括一款48K規(guī)格大絲束碳纖維。
在新版產(chǎn)品目錄中,高模量碳纖維依舊僅為兩款分別是UMS 40(拉伸強(qiáng)度4700MPa、拉伸模量390GPa)和UMS45(拉伸強(qiáng)度4600MPa、拉伸模量425GPa),在公司2020版產(chǎn)品目錄調(diào)整中,本公眾號就提到由于帝人碳纖維產(chǎn)品最高模量僅為425GPa,不再提供UMS 55(模量540GPa,與東麗M55J相同),從而使得日本東麗公司成為全球唯一一家可提供模量540GPa以上PAN基碳纖維產(chǎn)品的企業(yè)。更多信息可延伸閱讀《詳細(xì)解析日本帝人公司碳纖維產(chǎn)品(2020版)的性能指標(biāo)及深度思考》(閱讀原文)。
2 帝人新舊版本碳纖維產(chǎn)品詳細(xì)對比
為了方便新老版本的產(chǎn)品對比,在新版目錄中將新增三款纖維進(jìn)行了標(biāo)注,主要存在以下改變:
標(biāo)準(zhǔn)模量級碳纖維:纖維力學(xué)性能指標(biāo)保持不變,新增一款UTS50型碳纖維拉伸強(qiáng)度5100MPa、拉伸模量245GPa,絲束規(guī)格為24K。
中模級碳纖維:新增一款I(lǐng)MS6L型碳纖維,拉伸強(qiáng)度、拉伸模量分別為5900MPa、280GPa。
大絲束碳纖維:新增一款48K規(guī)格的STS40(E23)型碳纖維拉伸強(qiáng)度4300MPa、拉伸模量250GPa;此外,新舊版本均有一款STS40(F13)型碳纖維,與STS40(E23)型碳纖維力學(xué)性能完全相同,但是上漿劑種類不同,STS40(F13)型碳纖維主要與聚氨酯匹配使用,而新增一款主要與環(huán)氧樹脂匹配使用。
高模量碳纖維:新版產(chǎn)品中依舊不再提供UMS 55(540GPa),從而使得帝人公司商品化碳纖維最高模量僅為UMS 45的425GPa,但在產(chǎn)品宣傳頁面中仍然保留UMS55型碳纖維信息(如下圖所示)。
3 近年來帝人碳纖維業(yè)務(wù)動態(tài)
近年來帝人公司的目標(biāo)是成為飛機(jī)碳纖維中間材料業(yè)務(wù)的全球第四大參與者。該公司擁有包括熱固性和熱塑性預(yù)浸料以及非卷曲織物(NCFs)在內(nèi)的多樣化產(chǎn)品,旨在致力于成為主要飛機(jī)制造商的領(lǐng)先供應(yīng)商。
公司將中間材料和其他非纖維材料定位為未來碳纖維業(yè)務(wù)的核心,公司目標(biāo)是最終使這些材料產(chǎn)生其碳纖維業(yè)務(wù)銷售收入的60-70%。此前,帝人碳纖維業(yè)務(wù)目前約80%的銷售收入來自纖維產(chǎn)品。但是,該公司正在努力重組其碳纖維業(yè)務(wù),目標(biāo)是到2025年至2030年大部分業(yè)務(wù)收入來自中間材料。
此外,公司也不斷加強(qiáng)碳纖維在工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用研究工作,尤其是在氫壓力容器和氫燃料電池領(lǐng)域,在去年10月,通過與東京建設(shè)株式會社合作,計劃在建筑工地進(jìn)行氫燃料電池作為動力源的試驗(閱讀原文);而在今年3月,公司先后開發(fā)出了輕質(zhì)便攜的氫燃料電池和壓力容器,后者配有三個碳纖維儲氫瓶(閱讀原文),以及使用超細(xì)碳纖維/芳綸纖維開發(fā)出行業(yè)內(nèi)最薄的氣體擴(kuò)散層(閱讀原文)。
圖片新研發(fā)的氣體擴(kuò)散層厚度僅為50μm,不到傳統(tǒng)產(chǎn)品厚度的一半,厚度下降可顯著提升燃料電池效率并降低成本
而且在工業(yè)用中間材料也取得一定突破,如4月12日,帝人公司以高強(qiáng)度碳纖維和聚醚醚酮基體材料加工的Tenax?熱塑性機(jī)織物和Tenax? 熱塑性強(qiáng)化層壓板成功通過了國家先進(jìn)材料性能中心(National Center for Advanced Materials Performance,NCAMP)的認(rèn)證(閱讀原文)。
4 帝人碳纖維產(chǎn)品分析
從上述帝人公司近年動態(tài)可知,公司目前主要業(yè)務(wù)是瞄準(zhǔn)了航空飛機(jī)、汽車輕量化、新能源等領(lǐng)域,并將熱固性預(yù)浸料和熱塑性預(yù)浸料作為未來發(fā)展重點(diǎn),因此公司30余款碳纖維中,標(biāo)準(zhǔn)模量級碳纖維多達(dá)23種,另外還有兩款性能屬于標(biāo)模級的48K大絲束碳纖維;而且不同級別的纖維分別提供了具有EP、PU等不同種類上漿劑產(chǎn)品以配合后續(xù)預(yù)浸料使用。在高強(qiáng)中模型碳纖維領(lǐng)域,帝人只有五六款產(chǎn)品,且拉伸強(qiáng)度最高僅為6000MPa、拉伸模量最高290GPa,但只提供24K規(guī)格產(chǎn)品。
在高模碳纖維領(lǐng)域,帝人公司不再提供UMS 55產(chǎn)品并不代表完全放棄高端高模量碳纖維市場,畢竟公司具有成熟工程化制備技術(shù),也極有可能會隨市場發(fā)展而卷土重來。尤其是近年來國內(nèi)外航天發(fā)展迅速,高端高模量碳纖維需求有望高速增長。與國外相比,目前國內(nèi)在540GPa及以上高模量碳纖維領(lǐng)域工程化技術(shù)仍屬空白,導(dǎo)致市場上尚缺少成熟商品化產(chǎn)品,寧波材料所碳纖維及其復(fù)合材料團(tuán)隊具備國產(chǎn)M55J(模量550GPa)、M60J(模量590GPa)級碳纖維中試穩(wěn)定化生產(chǎn)能力,在更高級別碳纖維領(lǐng)域更是率先突破國產(chǎn)M65J碳纖維關(guān)鍵技術(shù)(閱讀原文),從核心技術(shù)角度已經(jīng)對國外形成一定競爭力,國內(nèi)高端高模碳纖維技術(shù)突破將帶動相關(guān)產(chǎn)業(yè)進(jìn)步,并進(jìn)一步助力國內(nèi)航天事業(yè)的發(fā)展。