ポリアミド12充填長炭素繊維複合材軽量

PA12情報

長鎖炭素ナイロンとは、ナイロン分子の主鎖繰り返し単位にアミド基を持ち、2つのアミド基間のメチレン基の長さが10以上のナイロンのことである。ナイロン11、ナイロン12などを含め、これを長鎖炭素ナイロンと呼ぶ。

PA12はナイロン12で、ポリ（ドデカラクタム）やポリ（ラウロラクタム）とも呼ばれ、長鎖炭素ナイロンの一種です。重合の基本原料はブタジエンで、半結晶性～結晶性の熱可塑性材料です。ナイロン12は最も広く使用されている長鎖炭素ナイロンで、ナイロンの一般的な特性のほとんどを備えているほか、吸水性が低く、寸法安定性が高く、耐熱性、耐腐食性、靭性が高く、加工しやすいなどの利点があります。別の長鎖炭素ナイロン材料であるPA11と比較すると、PA12の原料であるブタジエンはPA11の原料であるヒマシ油のわずか3分の1の価格であり、ほとんどの場面でPA11の代わりに使用でき、自動車の燃料ホース、エアブレーキホース、海底ケーブル、3Dプリンティングなど多くの分野で幅広く使用されています。

長鎖ナイロンの中で、PA12は他のナイロン材料と比較して大きな利点があり、吸水率が最も低く、密度が最も低く、融点が低く、耐衝撃性、耐摩擦性、耐低温性、耐燃料性、寸法安定性、防音効果などが高い。PA12はPA6、PA66、ポリオレフィン（PE、PP）の特性を同時に持ち、軽量性と物理的および化学的特性の組み合わせを実現し、軽量性と物理的および化学的特性の利点を備えている。

PA12-LCF

基材をコンクリートに例えるなら、繊維は鉄筋のようなもので、両者を混合することはコンクリートに鉄筋を加えるようなものです。コンクリートだけでは、鋳造物は外部からの力で容易にひび割れてしまいますが、高強度の鉄筋を加え、コンクリートで十分に覆うことで、一体化します。対象物が外部からの力を受けた際、鉄筋がほとんどの外部力に耐えることができるため、全体の構造強度が非常に高くなります。

炭素繊維は、高い軸方向強度と弾性率、低密度、高い比性能、クリープなし、非酸化環境下での超高温耐性、優れた疲労耐性、非金属と金属の間の比熱と電気伝導率、小さな熱膨張係数と異方性、優れた耐食性、優れたX線透過性、優れた電気伝導性と熱伝導性、優れた電磁シールドなど、多くの優れた特性を備えています。従来のガラス繊維と比較すると、炭素繊維のヤング率は3倍以上、ケブラー繊維と比較すると約2倍のヤング率を持ち、有機溶剤、酸、アルカリに不溶性で膨潤し、優れた耐食性を備えています。

ナイロン自体は優れた性能を持つエンジニアリングプラスチックですが、吸湿性があり、製品の寸法安定性が低いという欠点があります。強度と硬度も金属には遠く及びません。これらの欠点を克服するために、1970年代以前から、炭素繊維やその他の種類の繊維を補強材として使用して性能を向上させる試みが行われてきました。近年、炭素繊維強化ナイロン材料は急速に発展しています。ナイロンと炭素繊維はエンジニアリングプラスチック材料の分野で優れた性能を持ち、その複合材料合成は、強化されていないナイロンよりも強度と剛性がはるかに高く、高温クリープが小さく、熱安定性が大幅に向上し、寸法精度と耐摩耗性にも優れているため、炭素繊維強化ナイロン（CF/PA）複合材料は近年急速に発展しています。

データシート（参考用）

ナイロン12は、吸水性が低く、低温耐性、気密性、耐アルカリ性、耐油性に優れ、アルコール、無機希酸、芳香族化合物に対する耐性は中程度であり、機械的特性と電気的特性も良好で、自己消火性材料です。

応用

自動車、スポーツ用品、太陽光発電、高級玩具などの業界に適しています。

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よくある質問

1. 熱可塑性炭素繊維複合材料は、どのようにして低コストと環境保護を実現しているのでしょうか？

熱可塑性炭素繊維複合材料は、ハイエンド機械の部品製造に使用されます。優れた被削性、真空成形性、プレス成形性、および曲げ加工性を備えています。


2 熱可塑性炭素繊維複合材料は射出成形にしか適していないのですか？

工程の観点から見ると、射出成形は成形に比べて自動化の度合いが高く、原材料が外部と接触しないため、製品の外観品質が保証され、黒点、不純物、色ムラなどが生じません。また、製品の機械的特性、寸法安定性、精度も比較的高いです。現在、日本の東レをはじめとする炭素繊維大手企業は、炭素繊維強化熱可塑性複合材料の製造において、主に射出成形法を採用しており、この方法は複雑な形状の部品の製造や量産に適しています。ただし、射出成形を用いる熱可塑性炭素繊維複合材料は、短繊維または粉末状の炭素繊維で強化する必要があり、この方法は連続炭素繊維強化熱可塑性複合材料には適用できないことに注意が必要です。

射出成形装置と比較して、圧縮成形装置とその金型構造は比較的シンプルで製造コストも低く抑えられます。この成形装置は熱硬化性樹脂と熱可塑性樹脂の両方に使用でき、熱可塑性炭素繊維製品の成形においては、熱硬化性炭素繊維部品の製造で培った豊富な経験が活かされます。熱可塑性炭素繊維複合部品の製造にこの成形法を用いると、原材料のロスが少なく、過度の損失も発生しません。また、量産に適用した場合、射出成形プロセスと比較して価格面で市場ニーズに合致しやすいという利点があります。

厦門LFT複合プラスチック有限公司

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