這些材料可確保大幅減輕車輛重量，從而延長電池壽命。不僅如此，這些材料還可回收，因此符合循環(huán)經(jīng)濟。而目前的鋰離子電池模塊由不銹鋼和鋁制成，外形大且重，占車輛重量的20%到30%。

AIMPLAS可持續(xù)發(fā)展和未來交通集團負責(zé)人BegoñaGalindo表示：“一般來說，金屬部件占汽車重量的73%。因此熱固性復(fù)合材料是電池外殼的輕質(zhì)替代品。但其可回收性和生產(chǎn)率不高，而熱塑性復(fù)合材料具有較高可回收性和生產(chǎn)率，可以作為熱固性復(fù)合材料的替代物。”

熱塑性復(fù)合材料逐漸成為汽車減重主要材料。此外，該材料還在機械阻力方面具有優(yōu)勢，且可適應(yīng)不同制造工藝、具有較短制造周期、能與其他材料結(jié)合，并具有可焊接性、易回收性和對循環(huán)經(jīng)濟的適應(yīng)性。

熱塑性復(fù)合材料的興起

熱塑性樹脂和熱塑性復(fù)合材料已經(jīng)存在了一段時間，特別是對于短纖維應(yīng)用。但是，由于越來越需要在不損失結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的情況下增加輕量化，特別是在汽車工業(yè)中，熱塑性復(fù)合材料引起了新的關(guān)注。

一個具體的例子是使用熱塑性復(fù)合材料來減輕車門內(nèi)部組件重量的潛力。實際上，一家日本大型汽車制造商最近開始重新設(shè)計其內(nèi)門部件，采用熱塑性復(fù)合材料?？梢韵嘈?，這種材料可以使門的重量減少近一半。

熱塑性復(fù)合材料在復(fù)合材料工業(yè)中的成功將取決于開發(fā)產(chǎn)品和有效工藝的企業(yè)。

采用更多的熱塑性樹脂將不僅使汽車受益，尤其是由于新的商用飛機通常包含超過50％的復(fù)合零件。

熱塑性復(fù)合材料很容易成為運輸市場據(jù)點的原因很多。與其他材料相比，該材料制成的組件可以焊接，從而減少了對粘合劑的需求，并且可以包覆成型以生產(chǎn)具有卓越機械性能的先進幾何形狀。

熱塑性樹脂的普遍優(yōu)勢在于，它們可以無休止地軟化和重整，而不會顯著降低物理性能。熱塑性產(chǎn)品一旦達到其生命周期的盡頭，就可以將其熔融并重整以用于新的用途，從而減少了材料浪費。從材料本身的物理特性以及不適合使用熱固性材料的潛在新應(yīng)用中可以發(fā)現(xiàn)其他優(yōu)勢。

在熱塑性拉擠成型成為主流之前，仍有許多研究需要完成，特別是因為大多數(shù)生產(chǎn)方法都適合熱固性樹脂，因此必須加以調(diào)整。

熱塑性樹脂顯示出巨大的潛力，可以生產(chǎn)易于回收的堅固，輕巧的復(fù)合材料。盡管現(xiàn)在不是放棄久經(jīng)考驗的熱固性復(fù)合材料的明智之舉，但還是要注意熱塑性復(fù)合材料的發(fā)展，特別是在將可持續(xù)性放在首位的情況下。

熱塑復(fù)合材料應(yīng)用于汽車輕量化配件

復(fù)合材料在汽車上的應(yīng)用復(fù)合材料在汽車上主要可應(yīng)用于發(fā)動機罩、翼子板、車頂、行李箱、門板、底盤等結(jié)構(gòu)件中。碳纖維最初主要應(yīng)于賽車當(dāng)中，隨著車用復(fù)合材料技術(shù)地不斷成熟發(fā)展，現(xiàn)在也被廣泛地應(yīng)用于超級跑車和高價值民用轎車上。在商用車應(yīng)用上，也逐漸從重型卡車中，廣泛地延伸到大巴車和輕型小卡。

1、主承載車身結(jié)構(gòu)件為了確保足夠的安全性能，在主承載車身結(jié)構(gòu)件上汽車廠商通常要選擇強度，剛性及耐沖擊性能均很高的材料用于制作主承力結(jié)構(gòu)件，這時環(huán)氧樹脂碳纖維增強復(fù)合材料就成為理想的材料選擇。環(huán)氧樹脂碳纖維增強復(fù)合材料具有可設(shè)計性，質(zhì)輕高強，與同體積的鋁合金構(gòu)件相比減重可達50%，耐沖擊，耐腐蝕，抗疲勞, 材料壽命長，此類材料制作的主承載車身結(jié)構(gòu)件，不僅大大提高了汽車的安全性，而且降低了車重，減少了燃油消耗，提高了經(jīng)濟性，另外還改善了美觀性。

2、次承力結(jié)構(gòu)件次承力結(jié)構(gòu)件主要包括：車門，發(fā)罩，行李艙門，前后杠，翼子板，擾流板等部件，其結(jié)構(gòu)大都為層合實體結(jié)構(gòu)和復(fù)合材料三明治夾心結(jié)構(gòu)。三明治結(jié)構(gòu)特點：蒙皮選用高強度高模量材料制作，承受較大的彎曲負荷；芯材選用一定剛度和強度的低密度材料，其抗剪切性能突出，可承受較大的沖擊載荷；膠結(jié)層將蒙皮和芯材連接在一起，承受剪切應(yīng)力；由于選用低密度芯材，重量會進一步降低。

國內(nèi)熱塑性復(fù)合材料的巨大市場

隨著對材料的不斷探索，熱塑性復(fù)合材料市場需求增長迅猛，美國復(fù)合材料制造者協(xié)會ACMA為此專門成立了一個復(fù)合材料增長組，目的就是向終端用戶和熱固性復(fù)合材料制造商大力推廣和宣傳熱塑性復(fù)合材料，以此來讓熱塑性復(fù)合材料擁有更多的市場。在國外掀起熱塑復(fù)合材料的潮流之際，國內(nèi)市場高性能熱塑性復(fù)合材料的應(yīng)用卻還處于“波瀾不驚”的狀態(tài)，無論是制造商還是客戶，似乎都還沒有正式進入狀態(tài)。

不過，隨著熱固性碳纖維復(fù)合材料的競爭趨于白熾化，一些制造商意識到了熱塑復(fù)合材料的巨大市場，特別是其可回收特性符合當(dāng)今“保護環(huán)境，綠色發(fā)展的理念”。紛紛開始嘗試用熱塑性復(fù)合材料來制造，想通過熱塑性復(fù)合材料打破發(fā)展瓶頸。挪恩復(fù)材在熱固性碳纖維開發(fā)的基礎(chǔ)上率先進入高性能熱塑性碳纖維開發(fā)的行列，高性能熱塑性碳纖維復(fù)材也由此引發(fā)了業(yè)界的關(guān)注。

高性能碳纖維增強復(fù)合材料采用的樹脂基體在耐熱性和機械強度方面都展示出普通熱固性樹脂難以比擬的性能優(yōu)勢。例如在航天、航空領(lǐng)域中使用的熱塑性碳纖維復(fù)合材料，其樹脂基體的Tg值須大于177，在機械強度方面，通常要求抗拉強度大于70MPa，抗張模量大2GPa，個別情況下要求能分別達到100 MPa和3GPa，另外，材料良好的韌性決定了更好的損傷容限和更輕的結(jié)構(gòu)，這對于飛機控制表面和機身之類的薄型結(jié)構(gòu)來說特別重要。在此情況下，只有高性能熱塑性碳纖維復(fù)材才能完成這樣的使命。

不僅在材料本身的性能方面有更大的優(yōu)勢，熱塑性碳纖維復(fù)材通過熔融實現(xiàn)重塑的特點，也使其與熱固性碳纖維復(fù)材產(chǎn)生了差異：首先，熱固性碳纖維復(fù)合材料需要用緊固件或者膠粘結(jié)的方式實現(xiàn)部件之間或者與其它金屬件的連接，熱塑性部件卻能直接焊接在一起，省去了緊固件的重量和成本，這為碳纖維實現(xiàn)輕量化增加了有力的砝碼；其次只要熔融就可以重塑使復(fù)合材料的循環(huán)利用成為可能，雖然還沒有批量回收再利用的案例，但是熱塑性復(fù)合材料的再生性具備一定的理論基礎(chǔ)。

例如，對熱塑性聚酰胺復(fù)合材料的再生粒料性能進行了測量，把它們與新生等同物進行比較，發(fā)現(xiàn)它們?nèi)匀痪哂?5%的原始內(nèi)在性能，這為如何綠色環(huán)保地利用碳纖維復(fù)合材料提供了新思路；再者，這種固化方式能夠在相對更短的周期時間里生產(chǎn)出厚而復(fù)雜的制件，使熱塑性碳纖維增強復(fù)合材料比熱固性的生產(chǎn)效率提高了許多倍。

目前國內(nèi)熱塑性復(fù)合材料的發(fā)展有兩頭“攔路虎”，一是技術(shù)，二是成本。據(jù)挪恩復(fù)材研發(fā)人員介紹，熱固性樹脂在固化前可以比較容易地轉(zhuǎn)變?yōu)榈驼扯葼顟B(tài)，浸漬纖維不那么困難。而高端熱塑性復(fù)合材料不一樣，高性能熱塑性樹脂本身具更高的基體粘度，材料的流動性不會像某些低粘度樹脂那樣好?？梢哉f，大多數(shù)的高性能塑性樹脂都是難溶難融甚至不溶不融的，這就給復(fù)合材料的樹脂浸漬和成型加工帶來了挑戰(zhàn)。而且，加工溫度越高，在生產(chǎn)過程中樹脂越容易熱氧化或降解。因此，熱塑性樹脂的高粘度成為其成型最大的困難，這對生產(chǎn)設(shè)備也提出了更高的要求。