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【專(zhuān)題綜述】連續(xù)纖維增強(qiáng)熱塑性預(yù)浸料發(fā)展現(xiàn)狀

2024-03-27 244

預(yù)浸料是由一種或者幾種樹(shù)脂基體浸漬連續(xù)纖維或織物制成的組合物,是復(fù)合材料由原料向制品過(guò)渡的中間材料,主要分為單向纖維預(yù)浸料、織物纖維預(yù)浸料和混合纖維預(yù)浸料等形式。將預(yù)浸料釆用相應(yīng)的鋪層形式鋪在成型模具上,經(jīng)過(guò)加熱熔融使得樹(shù)脂流動(dòng)并與增強(qiáng)材料充分混合,冷卻固化后即可得到所需的熱塑性復(fù)合材料。


由于預(yù)浸料具有纖維成分比例可控、制備工藝種類(lèi)多且成熟、使用方便等優(yōu)點(diǎn),難分散的纖維束如碳纖維等一般先制成預(yù)浸料,然后再制成復(fù)合材料。為了使制備復(fù)合材料過(guò)程中樹(shù)脂熔融和流動(dòng)所需的能量最小化,預(yù)浸料中增強(qiáng)纖維應(yīng)均勻分散于熱塑性基體中,從而減少聚合物的長(zhǎng)距離流動(dòng)。如何更好地浸潤(rùn)纖維是熱塑性預(yù)浸料制作時(shí)面臨的主要挑戰(zhàn),因此,選擇適合的浸漬方法和工藝參數(shù)是影響熱塑性預(yù)浸料性能的關(guān)鍵因素。


國(guó)內(nèi)外研究機(jī)構(gòu)開(kāi)發(fā)了多種熱塑性預(yù)浸料制備工藝,目前主流的制備工藝按樹(shù)脂基體形態(tài)分為預(yù)浸漬法和后浸漬法(預(yù)混法)兩大類(lèi)。預(yù)浸漬法是指基體以溶液或黏流態(tài)的形式充分浸潤(rùn)增強(qiáng)纖維,經(jīng)冷卻定型后得到預(yù)浸帶,可分為溶液浸漬法、熔融浸漬法及反應(yīng)鏈增長(zhǎng)浸漬法;后浸漬法的樹(shù)脂基體形態(tài)多樣,多以粉末、薄膜或者纖維為主,將樹(shù)脂與增強(qiáng)纖維混合后經(jīng)高溫熔融浸漬得到預(yù)浸料,制備工藝可分為纖維混雜法、粉末浸漬法和薄膜疊層法,圖1(a),(b),(c)分別為纖維混雜浸漬、粉末浸漬和薄膜疊層法制備熱塑性預(yù)浸帶的原理圖,圖1(d)為單向纖維預(yù)浸帶示意圖。


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連續(xù)纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料(CFRTP)是指以熱塑性樹(shù)脂為基體,連續(xù)性纖維為增強(qiáng)材料,經(jīng)過(guò)樹(shù)脂熔融浸漬、擠壓等工藝形成的輕質(zhì)、高強(qiáng)度、高剛性、高韌性、可回收的新型熱塑性復(fù)合材料。


與熱固性復(fù)合材料相比,連續(xù)纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料具有成型工藝簡(jiǎn)單且周期短、原材料儲(chǔ)存不受限、可回收循環(huán)利用等優(yōu)點(diǎn),在航空航天,交通運(yùn)輸,汽車(chē)工業(yè),電子電氣,運(yùn)動(dòng)休閑等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用,成為近年來(lái)國(guó)內(nèi)外復(fù)合材料企業(yè)研究和開(kāi)發(fā)的熱點(diǎn)。

國(guó)外連續(xù)纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料發(fā)展于20世紀(jì)70年代,目前在相關(guān)預(yù)浸料及制品制備技術(shù)上已發(fā)展成熟,國(guó)外行業(yè)龍頭企業(yè)已完成了高性能熱塑性復(fù)合材料的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。



國(guó)外相關(guān)企業(yè)有:


塞拉尼斯


塞拉尼斯Celstran? CFR-TP 產(chǎn)品系列包括各種連續(xù)纖維增強(qiáng)熱塑性塑料 (CFR-TP),Celstran? CFR-TP 使用專(zhuān)利工藝實(shí)現(xiàn)高浸漬質(zhì)量而不會(huì)損壞纖維,在塞拉尼斯熱塑性塑料的制造過(guò)程中,增強(qiáng)纖維的每根單絲都被充分潤(rùn)濕,這些產(chǎn)品以連續(xù)片材形式作為卷材提供。
樹(shù)脂基體:可選用PPS、PEEK、PVDF、PBT/PET、PP、HDPE、PAA/PPA、POM、TPU 和其他材料
增強(qiáng)體:玻璃纖維、碳纖維或者芳綸纖維等
官網(wǎng):https://www.celanese.com.cn/


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塞拉尼斯Celstran? CFR-TP產(chǎn)品組合

東麗


東麗先進(jìn)復(fù)合材料公司擁有40多年熱塑性復(fù)合材料創(chuàng)新經(jīng)驗(yàn),其熱塑性高級(jí)輕質(zhì)材料Cetex?具有出色的機(jī)械性能,耐用性和強(qiáng)度,有UD單向帶、織物預(yù)浸料和熱塑性層壓板等產(chǎn)品形式,應(yīng)用于醫(yī)療、運(yùn)動(dòng)休閑、消費(fèi)性電子、汽車(chē)和工業(yè)等市場(chǎng)。
樹(shù)脂基體:PEKK、LMPAEK、PEI、PPS、PEEK、PA6、PP、HDPE等
增強(qiáng)體:碳纖、玻纖、芳酰胺
官網(wǎng):https://www.toraytac.com/


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朗盛

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朗盛的連續(xù)纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料Tepex?dynalite系列產(chǎn)品,連續(xù)纖維結(jié)構(gòu)與熱塑性聚合物完全固結(jié),可提供最大的強(qiáng)度和剛度,典型的應(yīng)用是工業(yè)和汽車(chē)應(yīng)用以及體育用品,電子產(chǎn)品。
樹(shù)脂基體:PA 6、PA 6.6 、PA 12、PP、TPU、阻燃PC等,也可根據(jù)客戶(hù)要求,提供PPS、HDPE、PA11 和 PLA等熱塑性聚合物基材
增強(qiáng)體:碳纖維布、粗紗玻璃布、長(zhǎng)絲玻璃布、碳纖維單向、單向粗紗玻璃布、單向粗紗玻璃布以及隨機(jī)玻璃亞光(無(wú)紡布)等
官網(wǎng):https://lanxess.com/


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朗盛Tepex連續(xù)纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料應(yīng)用于奔馳S級(jí)轎車(chē)高級(jí)自動(dòng)化駕駛輔助系統(tǒng)中的電池托架


索爾維

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索爾維的 Evolite 和 APC 預(yù)浸料具有出色的力學(xué)性能、生產(chǎn)周期短并可以循環(huán)使用,專(zhuān)為超輕型復(fù)合材料應(yīng)用而設(shè)計(jì),適合例如大批量汽車(chē)以及石油和天然氣應(yīng)用。
Evolite?樹(shù)脂基體:PVDF(CF)、PPS 、PPA(CF/GF)等
APC?樹(shù)脂基體:PEEK、PEKK-FC(CF/GF)、PEI等
官網(wǎng):https://www.solvay.com/zh-cn/


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 Evolite 和 APC 預(yù)浸料產(chǎn)品組合


帝斯曼


DSM基于Akulon,EcoPaXX和ForTii UD膠帶的復(fù)合材料是可行的輕質(zhì)金屬替代品,這些具有連續(xù)碳纖維或玻璃纖維增強(qiáng)材料的聚酰胺基UD膠帶可用于汽車(chē)內(nèi)部和外部應(yīng)用。
樹(shù)脂基體:Akulon? PA6 、Akulon ? PA66、EcoPaXX? PA410、ForTii? Ace PPA
增強(qiáng)體:碳纖、玻纖
官網(wǎng):https://www.dsm.com/



巴斯夫

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巴斯夫從2013年10月開(kāi)始,向客戶(hù)提供產(chǎn)品名稱(chēng)為Ultracom?的產(chǎn)品,包括復(fù)合材料(熱塑性層壓板Ultralaminate?及單向預(yù)浸帶Ultratape?)以及用于包覆成型的聚合物Ultramid?(PA)。
樹(shù)脂基體:PA6
增強(qiáng)體:玻纖、碳纖


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2019年8月,巴斯夫與東麗簽署協(xié)議,專(zhuān)注于為汽車(chē)和工業(yè)市場(chǎng)生產(chǎn)連續(xù)纖維增強(qiáng)熱塑性塑料(CFRT)膠帶。
官網(wǎng):https://www.basf.com/



科思創(chuàng)

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科思創(chuàng)Maezio? 熱塑性復(fù)合材料將高強(qiáng)度的碳纖維或玻璃纖維與熱塑性塑料強(qiáng)強(qiáng)結(jié)合,綜合了高品質(zhì)的外觀(guān)、輕量化、高強(qiáng)度和多種加工方式以及可回收等優(yōu)勢(shì),能廣泛應(yīng)用于汽車(chē)交通、電子電氣、運(yùn)動(dòng)休閑和消費(fèi)品等領(lǐng)域。
樹(shù)脂基體:PC、TPU、PC/ABS等
增強(qiáng)體:玻纖/碳纖
官網(wǎng):https://www.covestro.com/


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科思創(chuàng)Maezio? 連續(xù)纖維增強(qiáng)熱塑性 (CFRTP) 復(fù)合材料應(yīng)用于蔚來(lái)汽車(chē)輪轂


帝人


帝人從2011年9月開(kāi)始批量供應(yīng)碳纖維增強(qiáng)的熱塑性預(yù)浸料,樹(shù)脂基體包括PEEK,PEI和PC等,并初次確定了連續(xù)纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料在1 min內(nèi)成型的新技術(shù),其應(yīng)用目標(biāo)包括汽車(chē)、航天航空和一般工業(yè)領(lǐng)域。
樹(shù)脂基體:PEEK,PPS,PA和PC等
增強(qiáng)體:碳纖維
官網(wǎng):https://www.teijin.com/


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 帝人熱塑性預(yù)浸料產(chǎn)品

埃萬(wàn)特


埃萬(wàn)特Polystrand?連續(xù)纖維增強(qiáng)熱塑性(CFRTP)膠帶和層壓材料,采用高強(qiáng)度單向纖維和工程熱塑性樹(shù)脂結(jié)合制成,可以在減重的同時(shí)保持出色的強(qiáng)度和抗沖擊性。Polystrand?還可與多種內(nèi)部芯材(包括熱塑性泡沫和蜂窩芯材)熱粘合制成復(fù)合板材。
樹(shù)脂基體:PP, PE, PETG, PET, PA6等
增強(qiáng)體:玻纖、芳綸
官網(wǎng):https://www.avient.com/


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Rome Black Label單板滑雪固定器使用了Polystrand?連續(xù)纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料

贏創(chuàng)


贏創(chuàng)VESTAPE?連續(xù)性單向纖維增強(qiáng)的熱塑性復(fù)合材料,樹(shù)脂基體有PA12和PEEK等高性能聚合物,高玻璃化轉(zhuǎn)變溫度,耐溫性能好,吸水率低,耐化性卓越,可以在較寬的溫度范圍內(nèi)保持優(yōu)異的性能,可應(yīng)用于航天航空、石油天然氣運(yùn)輸?shù)阮I(lǐng)域。
樹(shù)脂基體:PA12和PEEK等
增強(qiáng)體:碳纖
官網(wǎng):https://corporate.evonik.com/en


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贏創(chuàng)熱塑性單向帶及層壓板產(chǎn)品

三井化學(xué)


TAFNEX? CF/PP是一款由三井化學(xué)公司獨(dú)自開(kāi)發(fā)的碳纖維強(qiáng)化聚丙烯復(fù)合單向預(yù)浸帶產(chǎn)品,重量輕、剛性高、成型性好。該材料與 PP 具有極高的親和力,適用于諸如創(chuàng)建用于嵌入注塑成型的集成件或集成發(fā)泡 PP 夾層等應(yīng)用。TAFNEX ?旨在適用于汽車(chē)、工業(yè)和消費(fèi)領(lǐng)域的一系列應(yīng)用。
樹(shù)脂基體:PP
增強(qiáng)體:碳纖維
官網(wǎng):https://jp.mitsuichemicals.com/en/


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TAFNEX? CF/PP特性及應(yīng)用

三菱化學(xué)

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作為高性能熱塑性塑料半成品和工程解決方案的領(lǐng)先制造商,三菱化學(xué)開(kāi)發(fā)了采用碳纖維增強(qiáng)注塑成型技術(shù)的熱塑性復(fù)合材料KyronMAX?產(chǎn)品系列,用于高強(qiáng)度和高剛度零件的制造;以及基于碳纖維熱塑性復(fù)合材料壓縮成型加工的 KyronTEX? 系列產(chǎn)品,用于最高性能領(lǐng)域和更大的零件;以及正在開(kāi)發(fā)中的熱塑性復(fù)合材料 Kyron? ULTRA,可用于航空航天、工業(yè)、機(jī)動(dòng)性和滑雪板等廣泛領(lǐng)域。
樹(shù)脂基體:PEEK、PEI、PA、PPS等
增強(qiáng)體:碳纖維、玻纖等



國(guó)內(nèi)企業(yè)有:



廣州金發(fā)碳纖維新材料發(fā)展有限公司


金發(fā)碳纖維是金發(fā)科技的全資子公司,主要生產(chǎn)連續(xù)纖維增強(qiáng)熱塑性帶材、板材以及其它輕質(zhì)高強(qiáng)的復(fù)合材料、熱固性復(fù)合材料。
樹(shù)脂基體:PP、PE、PA、ABS等
增強(qiáng)體:玻璃纖維、碳纖維等
官網(wǎng):http://kcf.kingfa.com/


 浙江遂金復(fù)合材料有限公司

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浙江遂金復(fù)合材料有限公司,隸屬于杭州鋼鐵集團(tuán)旗下的浙江省遂昌金礦有限公司,是生產(chǎn)連續(xù)玻纖增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料的高新技術(shù)企業(yè),主要產(chǎn)品包括連續(xù)玻纖增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料帶材(UD)、增強(qiáng)蜂窩板材、增強(qiáng)EPP泡沫板材等,產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域覆蓋汽車(chē)行業(yè)、軌道交通、安全防護(hù)、體育器材、建筑行業(yè)、管道基建等。
樹(shù)脂基體:PP、PA6、HDPE
增強(qiáng)體:玻纖
官網(wǎng):http://www.sjfhcl.com/



江蘇奇一科技有限公司

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江蘇奇一科技有限公司成立于2009年,是一家致力于連續(xù)纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料研發(fā)和生產(chǎn)的高新技術(shù)企業(yè),是中國(guó)高性能復(fù)合材料開(kāi)發(fā)、應(yīng)用技術(shù)的領(lǐng)跑者。奇一科技自主研發(fā)的CFRPLUS?系列產(chǎn)品因其具有輕質(zhì)、高強(qiáng)、抗沖擊、耐腐蝕、環(huán)保、可回收等優(yōu)良特性,適用于交通運(yùn)輸、航空航天、石油化工等領(lǐng)域。
樹(shù)脂基體:PP, PE, PA, PEEK等
增強(qiáng)體:玻纖、碳纖
官網(wǎng):http://www.china-qiyi.com/



青島中集創(chuàng)贏復(fù)合材料科技有限公司



青島中集創(chuàng)贏復(fù)合材料科技有限公司是中國(guó)國(guó)際海運(yùn)集裝箱集團(tuán)股份有限公司控股子公司,主要從事連續(xù)纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料的研發(fā)、生產(chǎn)和銷(xiāo)售,產(chǎn)品包括單向帶、層壓板、夾芯板等。應(yīng)用于車(chē)輛、集裝箱、建筑、家居、航空等相關(guān)領(lǐng)域。
樹(shù)脂基體:聚丙烯(PP),聚乙烯(PE),尼龍(PA)
增強(qiáng)體:玻璃纖維,芳綸纖維,碳纖維
官網(wǎng):http://www.cimc-qccc.com/


江蘇科悅新材料有限公司

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江蘇科悅新材料有限公司專(zhuān)注于高性能連續(xù)纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料、無(wú)鹵阻燃高分子材料的研發(fā)、生產(chǎn)。連續(xù)纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料產(chǎn)品包括KeyTex? CFRT纖維織物熱塑性復(fù)合材料、UniPreg? 連續(xù)纖維增強(qiáng)熱塑性單向帶、MultiTex? 連續(xù)纖維增強(qiáng)熱塑性層合板、EcoLite? 蜂窩夾芯板等。
樹(shù)脂基體:PA6、PA66、PC、TPU、PET等熱塑性工程塑料
增強(qiáng)體:增強(qiáng)體:玻纖、碳纖、芳綸纖維等高性能纖維織物
官網(wǎng):http://www.keyuechina.com/



多鳴(青島)新材料科技有限公司



多鳴(青島)新材料科技有限公司專(zhuān)注于從事連續(xù)纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料的研發(fā)、生產(chǎn),主要產(chǎn)品有:預(yù)浸帶、熱塑性復(fù)合蜂窩板、層壓板、熱塑性蜂窩芯、熱塑性復(fù)合片材、熱塑性復(fù)合板材、CFRTP等熱塑性復(fù)合材料。
樹(shù)脂基體:PP、PA6、HDPE等
增強(qiáng)體:玻纖
官網(wǎng):https://www.dmfrtp.com/



上海杰事杰新材料股份有限公司


杰事杰集團(tuán)利用自主研發(fā)的裝備和工藝生產(chǎn)出了連續(xù)纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料,主要相關(guān)產(chǎn)品有:連續(xù)纖維增強(qiáng)熱塑性單向預(yù)浸帶(簡(jiǎn)稱(chēng):TPAC預(yù)浸帶)、連續(xù)纖維增強(qiáng)熱塑性結(jié)構(gòu)板材(簡(jiǎn)稱(chēng):TPAC結(jié)構(gòu)板材)。
樹(shù)脂基體:PP、PE、PA6、PET等
增強(qiáng)體:玻纖等
官網(wǎng):http://www.geniuscn.com/



常州市愉悅復(fù)合材料科技有限公司

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常州市愉悅復(fù)合材料科技有限公司專(zhuān)業(yè)從事高性能復(fù)合材料的研發(fā)、生產(chǎn),主要產(chǎn)品有熱塑性蜂窩芯材、連續(xù)玻纖增強(qiáng)復(fù)合材料帶材、熱塑性復(fù)合材料蜂窩板,具有輕質(zhì)高強(qiáng)、綠色環(huán)保等優(yōu)異特點(diǎn),應(yīng)用覆蓋汽車(chē)行業(yè)、軌道交通、安全防護(hù)、體育器材、建筑行業(yè)等。
樹(shù)脂基體:PA6、PP、HDPE、PVC等
增強(qiáng)體:玻纖
官網(wǎng):http://www.cz-uwell.com/



江蘇韓塑新材料有限公司

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江蘇韓塑新材料有限公司工廠(chǎng)成立于2013年,是一家以高性能非金屬?gòu)?fù)合材料為主體,集研發(fā)、生產(chǎn)、銷(xiāo)售為一體的高科技企業(yè),主要產(chǎn)品為100-1000mm寬幅高性能熱塑預(yù)浸料復(fù)合材料及改性工程塑料共200多種產(chǎn)品,廣泛應(yīng)用于汽車(chē)、高鐵、航空、醫(yī)療、運(yùn)動(dòng)用品等領(lǐng)域,目前年產(chǎn)量3萬(wàn)噸。
樹(shù)脂基體:PEEK,PEI,PES,PEKK,PPS,PES,PA,PC等
增強(qiáng)體:碳纖
官網(wǎng):http://www.h-poly.com/



江蘇亨博復(fù)合材料有限公司


江蘇亨博復(fù)合材料有限公司致力于開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)連續(xù)纖維增強(qiáng)PAEK復(fù)合材料,可根據(jù)客戶(hù)需求定制各種規(guī)格的預(yù)浸料及復(fù)合板,推出的單向及織物預(yù)浸料以PAEK樹(shù)脂為基體,連續(xù)碳纖維、玻璃纖維為增強(qiáng)材料,經(jīng)亨博自主研發(fā)的成型方式生產(chǎn)而成,預(yù)浸料中纖維含量達(dá)60%~70%,可提供出色的機(jī)械性能,應(yīng)用于航空、工業(yè)、油氣及醫(yī)療等領(lǐng)域。
樹(shù)脂基體:PEEK(PAEK)、PPS、PA、PC等
增強(qiáng)體:碳纖維、玻璃纖維
官網(wǎng):http://www.hengbopaek.com/



振石集團(tuán)華美新材料有限公司

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振石集團(tuán)華美新材料有限公司是一家專(zhuān)業(yè)復(fù)合材料生產(chǎn)企業(yè),主要生產(chǎn)玻璃纖維門(mén)、熱塑、熱固、拉擠等復(fù)合材料產(chǎn)品,廣泛應(yīng)用于建筑、汽車(chē)以及風(fēng)能行業(yè)。
樹(shù)脂基體:PP,HDPE,PA6,PET等
增強(qiáng)體:玻纖E6,E7等
官網(wǎng):http://www.txhuamei.com/


江蘇澳盛科技復(fù)合材料科技有限公司

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江蘇澳盛復(fù)合材料科技有限公司2002年創(chuàng)立,專(zhuān)業(yè)從事碳纖維、芳綸等高性能纖維復(fù)合材料制品的研發(fā)和生產(chǎn),應(yīng)用于運(yùn)動(dòng)休閑、建筑和橋梁加固、醫(yī)療器械、3C電子、風(fēng)機(jī)葉片、汽車(chē)、軌道交通等領(lǐng)域。
樹(shù)脂基體:PC,PP,TPU,PA等
增強(qiáng)體:碳纖維、玻纖、芳綸
官網(wǎng):https://www.aosheng-china.com/



此文由中國(guó)復(fù)合材料工業(yè)協(xié)會(huì)搜集整理編譯,部分?jǐn)?shù)據(jù)來(lái)源于網(wǎng)絡(luò)資料。文章不用于商業(yè)目的,僅供行業(yè)人士交流,引用請(qǐng)注明出處。



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