索尔维热塑性复合材料的关键技术及主要市场

本文转载自：碳纤维及复合材料技术

作者：钱鑫 博士

摘 要

索尔维Solvay公司是总部位于比利时布鲁塞尔的跨国性化工集团，2015年收购美国第二大小丝束PAN基碳纤维生产商氰特Cytec，2017年收购德国50k碳纤维原丝生产商ECF公司。

索尔维Solvay公司是一家既拥有PAN基碳纤维和又拥有沥青基碳纤维的生产企业之一，但由于该工业业务范围广泛，因此碳纤维业务属于锦上添花的板块，因此无论是PAN基碳纤维亦或是沥青基碳纤维，纤维主体性能不算太高。

在前期文章中介绍索尔维公司概况、复合材料业务发展情况及主要产品形式、以及碳纤维产能分布等，本文主要介绍该公司热塑性复合材料。

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索尔维热塑性复合材料概况

 

索尔维是一家领先的热塑性复合材料（thermoplastic composites，TPC）供应商，可提供无与伦比的高性能热塑性聚合物材料。TPC为原始设备制造商提供了一个独特的机会，用一种轻质先进的材料取代钢和铝等金属，该材料具有优异的可成形性、耐腐蚀性和强度。这些特性确保了TPC的需求量很大，因为它们可以让设计师制造更轻的飞机、更快的汽车和更坚固的油气管道。

 

凭借最广泛的特种聚合物产品组合和对复合材料技术的深入了解，索尔维在这两个领域的专业知识使其成为TPC技术的领导者。公司还拥有一支经验丰富的研究和创新团队，专注于开发下一代TPC产品，以满足客户日益复杂的需求。

 

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索尔维热塑性复合材料全球布局

 

索尔维已经积累了30多年的经验，20世纪90年代，公司是首批有资格向航空航天行业供应TPC材料的公司之一。从TPC到航空航天所获得的经验和知识，目前现在正应用于汽车和石油天然气应用。

 

2015年收购氰特Cytec后，公司在TPC方面的经验得到了提升，并在Alpharetta（美国乔治亚州）和布鲁塞尔（比利时）建立了创新中心。这些中心将专注于材料和工艺开发，他们将确保公司在热塑性复合材料技术的开发方面继续领先于世界。

 

公司拥有一个敏捷的、全球化的组织，并且拥有与TPC一起开发工业规模应用程序所需的专业知识。目标是加快创新，并将研究重点放在高性能材料（如TPC）有重大机会的领域，以创造比传统材料更快生产的更轻更强的应用。

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索尔维热塑性复合材料应用概述

 

3.1、航空航天——重量轻、循环时间快

 

航空业预测显示，到2040年，全球航空公司将需要超过3.5万架新飞机。差不多每年要2000架飞机，满足这种需求需要新的方法和新技术。

 

热塑性复合材料等先进材料有望发挥越来越重要的作用，因为它们加快了零件开发周期，显著减少了飞机制造时间。

 

3.2、汽车——实现大批量生产和设计自由

 

汽车原始设备制造商OEM及其供应商正在制定新的战略，以减少汽车重量，并满足日益严格的燃油经济性和碳排放目标。

 

热塑性复合材料具有低重量和高强度重量比，可以为实现这些目标做出重大贡献。通过在虚拟工程和多力学领域的新项目、技术和投资，索尔维帮助汽车制造商最大限度地发挥热塑性复合材料在零件设计和生产中的潜力。

 

3.3、石油和天然气——用于抵抗和降低总体成本

 

石油和天然气行业必须以可承受的价格满足全球日益增长的燃料需求。这需要更轻的海底生产系统，使石油和天然气生产商能够进入深水油田。

 

同时，他们必须降低钻井基础设施的总安装成本。更轻、更强的TPC材料已经为现有的钢铁解决方案提供了一种可行且成本效益高的替代方案，并且重量明显减轻。

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索尔维热塑性复合材料的特点

 

热塑性复合材料（thermoplastic composites，TPC）具有优异的特性，使其成为一种很有价值的金属替代品；而两者最大的区别之一是重量轻，TPC比钢轻50%，比铝轻30%。这使TPC成为那些希望开发更轻、耐化学腐蚀和成本效益高零部件的原始设备制造商的理想选择。

 

索尔维公司在通过多种途径生产TPC预浸料带方面拥有深厚的专业知识，并且在碳纤维生产方面也有丰富的经验。这一领域正在通过战略收购和自己的碳纤维制造基地的发展而不断发展。

 

索尔维公司的产品范围包括：

• 最广泛的特种聚合物组合，如PEKK、PEEK、PAEK、PPS、PVDF和PPA。
  
• 连续纤维热塑性复合材料：这些材料通常将连续的碳纤维或玻璃纤维结合在热塑性基体中。
  
• 热塑性树脂：该树脂可与短纤维（<3mm）和长纤维（~10mm）复合。
  

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索尔维热塑性复合材料的发展

 

尽管热塑性复合材料（TPC）被认为是一种“现代”材料，但实际上它们已经存在了几十年。索尔维公司将其对这些材料的经验和知识汇集起来，并拥有一支经验丰富的研发团队，专注于开发下一代产品，以满足客户的苛刻需求。

 

该公司坚信，没有其他公司能与其在TPC方面的专业知识和能力相媲美。其专业知识可以追溯到20世纪80年代，首次涉足航空航天领域的TPC开发。到21世纪初，空中客车和波音等主要原始设备制造商都在积极探索TPC在轻型飞机上的潜力。

 

通过收购Cytec氰特，索尔维在航空航天领域获得了丰富的经验，能够与TPC的现有专业知识垂直整合。其结果是一个强大而独特的平台，目标是面向传统的航空航天市场，以及汽车、石油和天然气等行业，在这些行业，TPC可以对轻量化和生产周期产生重大影响。

 

如今，索尔维提供了无与伦比的高性能热塑性聚合物组合，并在生产热塑性复合预浸料带方面拥有深厚的专业知识。还拥有无与伦比的生产工艺工程专业知识，以确保技术能够无缝集成到客户的生产线中。

 

文章来源：碳纤维及复合材料技术 钱 鑫 博士

原文始发于微信公众号（艾邦复合材料网）：索尔维热塑性复合材料的关键技术及主要市场