当前,新能源汽车、人形机器人以及低空飞行器等新兴领域正处在快速迭代的通道上,这些行业对结构件材料的诉求高度一致:既要足够轻,以延长续航或提升有效载荷,又要足够强,以承受复杂工况下的多重载荷。传统的金属材料和热固性复合材料在应对这一矛盾时逐渐显露局限,而连续纤维增强热塑性复合材料则凭借其均衡的性能表现,开始在多个应用场景中占据一席之地。纳磐在该领域持续投入研发,其推出的系列热塑复材产品已在实际项目中获得验证。
1、技术基础:高温树脂预浸带与改性配方
纳磐目前已经形成了以PPS(聚苯硫醚)、PEEK(聚醚醚酮)和PEKK(聚醚酮酮)等高温工程塑料为基体的连续纤维增强热塑性预浸带产品系列。该系列产品的技术关键,在于其对树脂组分的改性处理——通过调整配方改善基体与纤维之间的界面结合状态,使两者在浸渍过程中实现较为充分的融合,从而保证最终制品在力学性能和加工稳定性方面具有较好的表现。2、 与传统材料的对比优势
与钢材或热固性复合材料相比,纳磐热塑性复合材料在多个维度上表现出较为明显的差异:
密度与强度:该材料体系的密度在1.1至1.6 g/cm³之间,远低于钢材(约7.8 g/cm³),也低于热固性复合材料(约1.7至2.0 g/cm³)。同时,其拉伸强度可达1800至2000 MPa,覆盖甚至超过多数钢材(600至1800 MPa)的水平。这意味着在同等强度要求下,可实现显著的结构减重。
成型效率:热塑性复合材料的模压一体化成型一般在 3至5分钟以内,而传统热固性材料通常需要30分钟以上的固化时间。这一差异直接反映在单位时间产出和能源消耗上,对批量生产较为有利。
耐温性能:以PPS为基体的材料长期使用温度可达到200至22 0℃,PEEK基体则可达260℃左右,能够满足电机周边、电池系统等高温区域的长期服役要求。
内部质量:由于热塑性成型过程以物理熔融和冷却为主,不涉及交联固化反应,不会释放小分子副产物,因此制品内部孔隙率较低,有利于保证批次间的一致性和长期可靠性。
环保属性与储存条件:该材料可进行二次熔融加工和回收利用,与当前汽车和电子行业的环保导向较为契合。此外,产品在常温条件下即可长期存放,无需像热固性预浸料那样依赖低温冷冻环境,仓储和物流成本相对更低。
3、典型应用场景
纳磐的热塑性复合材料已在多个高端制造领域获得实际应用,以下是几个具有代表性的案例:
在新能源汽车电机、电控和电池系统的端盖部件中,该材料在NVH(噪声、振动与声振粗糙度)方面的表现优于铝合金,有助于降低整车运行噪音。同时,其电磁屏蔽能力在全频段内可维持在60 dB以上,对保障电气系统的电磁兼容性具有积极作用。
以连续玻纤增强热塑性复合材料制作的底护板,拉伸强度超过400 MPa,在500J 的落锤冲击测试中未发生穿透或碎裂。这一防护等级能够应对多数路面异物撞击场景,为电池包提供可靠的底部保护。
采用热塑复材成型的电池箱上盖,将原有金属上盖的重量从18kg 降低至6kg,减重幅度约为67%。在火烧测试中,该部件可在极端高温条件下保持一定时间的结构完整性,对延缓热失控扩散具有实际意义。
除新能源汽车外,纳磐的热塑复材在低空经济领域的飞行器结构件、人形机器人的关节部件及外壳等方面也具备应用潜力。这些场景的共同特点是对重量敏感、对强度和耐久性有较高要求,与热塑性复合材料的性能特征较为匹配。