热塑性弹性体(TPE)主要应用领域

第一篇：热塑性弹性体(TPE)主要应用领域

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热塑性弹性体（TPE）主要应用领域

热塑性弹性体即TPE，是一种兼具橡胶和塑料性能的材料，在常温下显示橡胶弹性，在高温下能够塑化成型的高分子材料。

热塑性弹性体（TPE）具备传统交联硫化橡胶的高弹性、耐老化、耐油性各项优异性能，同时又具备普通塑料加工方便、加工方式广的特点。可采用注塑、挤出、吹塑等加工方式生产，水口边角粉碎后100%直接二次使用。既简化加工过程，又降低加工成本，因此热塑性弹性体TPE材料已成为取代传统橡胶的最新材料。

其环保、无毒、手感舒适、外观精美，使产品更具创意。因此也是一支更具人性化、高品位的新型合成材料，也是世界化标准性环保材料。目前热塑性弹性体（TPE）主要应用领域有电线电缆行业、厨房用品及洁具、婴儿产品、运动器材等。

1、热塑性弹性体TPE电线电缆应用

电线电缆在传统上大多使用PVC作为绝缘及包覆材料，但由于PVC材料所产生的环保问题，已逐渐遭业界所弃用，取而代之有热塑性弹性体（TPE）这种新材料。

2、厨房用品及洁具TPE应用

厨房及厕所充满油脂及湿润的环境正好发挥TPE材料的优点，包上TPE的厨具手柄更防滑、更舒适，包上防滑圈的器皿在桌上更牢固，使用菜刀及剪刀时更安全，使用湿滑的清洁刷时更能用力。令入厨及清洁家居时更舒适及安全。

3、TPE应用之婴儿产品

婴儿的出生率在已发达国家处于偏低水平，父母对孩子的照顾更是无微不至，对婴儿用品及玩具的安全及舒适性要求严苛。因此婴儿产品比传统玩具对于材料的安全性及卫生级别要求更高，TPE柔软而高韧性以及环保无毒的特性正好符合产品的严格要求。

4、TPE工具手柄应用

TPE以双物料共塑方式应用在工具手把上，为产品提供防滑及吸震功能、柔软及暖和的舒适感，提高产品的耐用性及附加值。TPE的防油及柔软止滑特性令电钻等电动工具在充满油污及灰尘的工作环境中发挥得更可靠。

5、TPE运动器材应用

TPE具备极佳的耐气候性能及抗化学性，使其应用在户外运动器材上比传统橡胶有更优良的表现。水上用品如蛙鞋、泳镜、飞碟等经过海水浸泡及阳光曝晒后仍能保持良好的柔软性及回弹性。

第二篇：TPR,TPE介绍

①热塑性弹性体TPR

热塑性弹性体TPR，TPE是一种具有橡胶的高弹性，高强度，高回弹性，又具有可注塑加工的特征，具有环保无毒安全，硬度范围广，有优良的着色性，触感柔软，耐候性，抗疲劳性和耐温性，加工性能优越，无须硫化，可以循环使用降低成本，既可以二次注塑成型，与PP、PE、PC、PS、ABS等基体材料包覆粘合，也可以单独成型。

热塑性弹性体既具有热塑性塑料的加工性能，又具有硫化橡胶的物理性能，可谓是塑料和橡胶优点的优势组合。热塑性弹性体正在大肆占领原本只属于硫化橡胶的领地。近十余年来，电子电器、通讯与汽车行业的快速发展带动了热塑性弹性体市的高速发展。

热塑性弹性体（TPE）具有硫化橡胶的物理机械性能和热塑性塑料的工艺加工性能。由于不需经过热硫化，使用通用的塑料加工设备即可完成产品生产。这一特点使橡胶工业生产流程缩短了1/4，节约能耗25%~40%，提高效率10倍~20倍，堪称橡胶工业又一次材料和工艺技术革命。TPR，TPE的优点

1.可用一般的热塑性塑料成型机加工，不需要特殊的加工设备。

2.生产效率大幅提高。可直接用橡胶注塑机硫化，时间由原来的20min左右，缩短到1min以内；由于需要的硫化时间很短，因此已可用挤出机直接硫化，生产效率大幅提高。

3.易于回收利用，降低成本。生产过程中产生的废料（逸出毛边、挤出废胶）和最终出现的废品，可以直接返回再利用；用过的TPE旧品可以简单再生之后回收利用，减少环境污染，扩大再生资源来源。

4.节能。热塑性弹性体大多不需要硫化或硫化时间很短，可以有效节约能源。以高压软管生产能耗为例：橡胶为188MJ/kg，TPE为144MJ/kg，可节能达25%以上。

5.应用领域更广。由于TPE兼具橡胶和塑料的优点，为橡胶工业开辟了新的应用领域。

6.可用于塑料的增强、增韧改性。自补强性大，配方简化，配合剂对聚合物的影响制约小，质量性能更易掌握。但TPE的耐热性不如橡胶，随着温度上升而物性下降幅度较大，因而适用范围受到限制。同时，压缩变形、弹性回复、耐久性等同橡胶相比较差，价格上也往往高于同类橡胶。尽管如此，TPE的优点仍十分突出，各种新型的TPE产品也不断开发出来。作为一种节能环保的橡胶新型原料，发展前景十分看好。透明系列（transparency series）GP100 应用范围：普通透明玩具、运动器材等。

Common transparency toys, sport equipment etc.产品性能：较好的透明性、弹性以及比较低的价格，具有广阔的设计空间。Good transparency, flexibility and low price , have widely design space.透明系列（transparency series）GP200 GP210 应用范围：高档、高透明玩具，成人用品、吸盘用料、运动器材以及密封圈等。

Slap-up and ultra transparency toys, adult things, cupula material, sport equipment and seal rings etc.产品性能：硬度范围广，从超软到90A。极佳的透明性、光泽度，以及舒适的手感，广泛用于成人用品。具有良好的抗紫外线、耐候性、耐高温，长期用于户外。

Hardness rang is from ultra soft to 90A.Preferably transparency, shine and good touch feeling, being widely used in adult things.Haveing good UV radiation, high temperature resistant, weather resistant.射粘系列（overmolding series）GP310 GP320 GP330 应用范围：家电外壳、手柄、握把等

Electric crust, handle grip etc.产品性能：极好的手感，与硬胶ABS, PC, PC/ABS, PA6, PA66等黏结牢固。防滑省力，并且易于着色和加工，具有广泛的设计空间 Good touch feeling, and overmolding with ABS, PC, PC/ABS, PA6, PA66 etc fastness.Skid resisting and save labour, east to process and color, have widely design space.涂油系列（Eeay-painting series）GP410 GP420 GP430 应用范围：各类涂油玩具、日常用品等，广泛取代PVC。

Eeay-painting toys, daily things,etc, widely substitute PVC.产品性能：低廉的价格，取代PVC的首选，健康、安全、环保，易于涂油。

Low price, firstly substitute PVC, healthy, safety, recycled, easy to eeay-painting 通用系列（all-purpose series）GP510 GP520 GP530 应用范围：文具、运动器材、密封圈、手柄等

stationery, sport equipment, seal rings, handle grip etc.产品性能：极好的手感, 良好的抗紫外线、耐化学性并且易于着色和加工，具有广泛的设计空间。

Good touch feeling, good UV and chemical resistante east to process and color, have widely design space.功能系列（function series）GP610(TPV)GP620(TPEE)应用范围：密封圈、汽车配件、把手、齿轮等。

Seal rings, automotive parts, handle grip,gear wheel etc.产品性能：具有良好的减震性、抗压缩性、电绝缘性、钢性等。

Have good vibration absorbance, good compression set property, good electrical insultion, good rigidity etc.②中美跨太平洋直达国际光缆（TPE）

中美跨太平洋直达国际光缆（TPE）已于近日开工建设，据美联社报道，这条海底光缆将被命名为“跨太平洋高速通道”（Trans-Pacific Express），长达1.1万英里，能够同时处理相当于6200万个通话的数据量。个人用户的数据传输速

度最高将可以达到每秒10Gb。光缆将于在2008年7月竣工投入使用。长度约2.6万公里的TPE光缆总投资为5亿美元，由中国网通、中国电信、中国联通、中华电信、韩国电信和美国Verizon共同承建，是我国目前容量最大、跨度最长、技术最先进的海底光缆系统。作为中美之间的第二条海底光缆，TPE也是世界上首条海底高速直达光纤电缆。光缆建成后将显著提高跨太平洋传输带宽，满足从亚洲地区到美国的宽带通信业务增长需要。

第三篇：无人机应用领域[推荐]

无人机应用领域

1.应用领域：街景拍摄、监控巡察

工作原理：利用携带摄像机装置的无人机，开展大规模航拍，实现空中俯瞰的效果。

推荐理由：谷歌和腾讯街景都“Out”了，那一辆辆的街景车一遍一遍地压马路，说不定哪天就把你我的正脸给拍进去了，但无人机就大不一样了，其拍摄的街景图片不仅有一种鸟瞰世界的视角，还带有些许艺术气息。别忘了，在常年云遮雾罩的地区，遥感卫星不够灵光的时候，无人机可要冲锋陷阵。

2.应用领域：电力巡检

工作原理：装配有高清数码摄像机和照相机以及GPS定位系统的无人机，可沿电网进行定位自主巡航，实时传送拍摄影像，监控人员可在电脑上同步收看与操控。

推荐理由：采用传统的人工电力巡线方式，条件艰苦，效率低下，一线的电力巡查工偶尔会遭遇“被狗撵”“被蛇咬”的危险。无人机实现了电子化、信息化、智能化巡检，提高了电力线路巡检的工作效率、应急抢险水平和供电可靠率。而在山洪暴发、地震灾害等紧急情况下，无人机可对线路的潜在危险，诸如塔基陷落等问题进行勘测与紧急排查，丝毫不受路面状况影响，既免去攀爬杆塔之苦，又能勘测到人眼的视觉死角，对于迅速恢复供电很有帮助。

3.交通监视

人机参与城市交通管理能够发挥自己的专长和优势，帮助公安城市交管部门共同解决大中城市交通顽疾，不仅可以从宏观上确保城市交通发展规划贯彻落实，而且可以从微观上进行实况监视、交通流的调控，构建水一陆一空立体交管，实现区域管控，确保交通畅通，应对突发交通事件，实施紧急救援。

4.应用领域：环保

工作原理：无人机在环保领域的应用，大致可分为三种类型。一：环境监测：观测空气、土壤、植被和水质状况，也可以实时快速跟踪和监测突发环境污染事件的发展;二，环境执法：环监部门利用搭载了采集与分析设备的无人机在特定区域巡航，监测企业工厂的废气与废水排放，寻找污染源;三，环境治理：利用携带了催化剂和气象探测设的柔翼无人机在空中进行喷撒，与无人机播撒农药的工作原理一样，在一定区域内消除雾霾。

推荐理由：无人机开展航拍，持久性强，还可采用远红外夜拍等模式，实现全天候航监测，无人机执法又不受空间与地形限制。时效性强，机动性好，巡查范围广，尤其是在雾霾严重的京津冀地区，使得执法人员可及时排查到污染源，一定程度上减缓雾霾的污染程度。

5.应用领域：确权问题

工作原理：大到两国的领土之争，小到农村土地的确权，无人机都可上阵进行航拍。

推荐理由：以**之争为例，无人机灵活机动，无需出动一兵一卒，就可记录下日本在我国**周围实施的图谋不轨的小动作。实际上，有些国家内部的边界确权问题，还牵扯到不同的种族，调派无人机前去采集边界数据，有效地避免了潜在的社会冲突。

6.应用领域：农业保险

工作原理：利用集成了高清数码相机、光谱分析仪、热红外传感器等装置的无人机在农田上飞行，准确测算投保地块的种植面积，所采集数据可用来评估农作物风险情况、保险费率，并能为受灾农田定损，此外，无人机的巡查还实现了对农作物的监测。

推荐理由：自然灾害频发，面对颗粒无收的局面，农业保险有时候是农民们的一根救命稻草，却因理赔难，又让人多了一肚子苦水。无人机在农业保险领域的应用，一方面既可确保定损的准确性以及理赔的高效率，又能监测农作物的正常生长，帮助农户开展针对性的措施，以减少风险和损失。

7.应用领域：快递

工作原理：无人机可实现鞋盒包装以下大小货物的配送，只需将收件人的GPS地址录入系统，无人机即可起飞前往。

推荐理由：这早已不是天方夜谭，美国的亚马逊，中国的顺丰都在兴冲冲地忙着测试这项业务，而美国达美乐披萨店，已在英国成功地空运了首个披萨外卖。据悉，亚马逊宣称无人机会在30分钟内将货物送达1.6公里范围内的客户手中。据说顺丰研发无人机送货的目的，是为了解决偏远地区送货难的问题。无人机送快递，如果能不落到用户脑袋上的话，还算是个新颖的好点子，至少，在婚礼上用无人机来送戒指的话，还有点小惊喜。

8.应用领域：影视剧拍摄

工作原理：无人机搭载高清摄像机，在无线遥控的情况下，根据节目拍摄需求，在遥控操纵下从空中进行拍摄。

推荐理由：无人机实现了高清实时传输，其距离可长达5公里，而标清传输距离则长达10公里;无人机灵活机动，低至一米，高至四五千米，可实现追车、升起和拉低、左右旋转，甚至贴着马肚子拍摄等，极大地降低了拍摄成本。影视圈使用无人机的成功案例比比皆是，无论是新晋导演韩寒的处女秀《后会无期》，还是炙手可热的节目《爸爸去哪儿》，抑或是经典大片《哈利·波特》系列、《007天幕坠落》《变形金刚4》等，都能从幕后发现无人机的踪影。此外，俄罗斯索契冬奥会以及央视的钱塘江大潮等重要事件的报道中，无人机也功不可没。

9.应用领域：灾后救援

工作原理：利用搭载了高清拍摄装置的无人机对受灾地区进行航拍，提供一手的最新影像。

推荐理由：无人机动作迅速，起飞至降落仅7分钟，就已完成了100,000平方米的航拍，对于争分夺秒的灾后救援工作而言，意义非凡。此外，无人机保障了救援工作的安全，通过航拍的形式，避免了那些可能存在塌方的危险地带，将为合理分配救援力量、确定救灾重点区域、选择安全救援路线以及灾后重建选址等提供很有价值的参考。此外，无人机可实时全方位地实时监测受灾地区的情况，以防引发次生灾害。其实，无人机又岂止有八大热门应用领域，十大二十大已然不止。在这种热度之下，又有民用无人机牌照的出炉，势必催生无人机日益走向大众化。但笔者有些担心，未来会不会出现无人机漫天飞舞的局面?到那时，无人机的大规模民用，究竟是福是祸?也未可知。在无人机走进千家万户之前，无人机的不安全因素仍不容忽视，毕竟，无人机会对空域的正常管理造成影响，也会带来侵犯隐私等一系列安全问题，因此，“管”字当头，无人机才能越飞越高。

其实无人机的应用远远不至这些，如数字城市、城市规划、国土资源调查土地调查执法、矿产资源开发、森林防火监测、防汛抗旱、环境监测、边防监控、军事侦察和警情消防监控等行业，以及其他可以用到无人机作业的特种行业。

第四篇：Linux应用领域

Linux应用领域

--唐云峰

4月14日消息，据市场研究公司IDC称，2011年全球Linux市场规模将接近500亿美元。在企业应用Linux服务器操作系统的推动下，2011年Linux市场的开支将从2007年的210亿美元增长到490亿美元。

一、Linux服务器领域的发展

Linux服务器的应用正在从以基础设施为主的应用程序向数据库和企业资源规划等更加商业性的工作任务扩展。这些领域过去一直是微软的Windows以及Unix操作系统的应用领域。IDC称，Linux的早期应用主要是面向基础设施的工作量，经常用来取代淘汰的老式Unix服务器或者Windows NT 4.0服务器的工作量。Linux目前正在越来越多地被人们当作具有更广泛的和更重要的商业应用的解决方案。从现有的Unix服务器转移过来的工作量以及 Linux在企业应用领域的广泛应用正在使Linux成为一种重要的商业应用平台。

二、2001年上半年中国Linux桌面市场分析

Linux能否在桌面端与Windows分庭抗礼是业界争论已久的问题，尽管目前很多分析师都认为Linux很难在桌面端有所作为，但是各Linux的生产厂商并没有放弃桌面端的开发，而是把桌面端当作是让更多用户了解Linux的窗口。8月20日，Xteam（中国）软件技术有限公司在全国各大零售市场和IT专业网站天极网上同步推出其最新的桌面版产品XteamLinux 4.0。XteamLinux 4.0是采用最新内核2.4.6的中文Linux版本，分为程序员版和标准版，程序员版适合各个层次的程序员开发应用，而标准版则是适合Linux桌面及中小型服务器的应用。

另外，象其它一些主要的Linux生产商，如红旗Linux、TurboLinux、联想幸福Linux都有自己的桌面端产品，可见尽管在桌面端Linux不占优势，但各个厂家并没有放弃这块市场。

三、企业级应用

Linux的安全性是很多企业选择其作为服务器操作系统的主要因素。但由于技术不够成熟等原因，很多企业级用户对Linux缺乏信心。目前由于Linux技术的不断发展，各个Linux厂商也不失时机地宣传一些自己的成功案例，使得用户对Linux的兴趣大增，所以可以预测，Linux在企业级的应用将是Linux的主要发展方向。

各个Linux厂商都认识到了这一发展趋势，所以在企业级应用的领域各个厂商都有自己丰富的产品。

1.TurboLinux公司

TurboLinux有专门面向中小企业量身定做的TurboLinux PowerSolutions 系列产品。该产品无需专业人员参与，企业就可以快速、便捷的构建安全、高效的IT信息系统，如Web服务器、Email服务器和各种安全系统等。

TurboLinux公司的成功案例有：鲨威体坛网站，包括鲨威体坛的企业内部网建设，采用纯Linux解决方案。

2.冲浪平台

XteamServer 3.0 i-class是Xteam(中国)软件技术有限公司推出的一套专门为互联网设计的操作系统。该产品为ISP/ICP，门户网站，电子商务网站等互联网企业提供性能卓越, 功能强大，使用简单的WEB服务、EMAIL服务、DNS服务、FTP服务和数据库服务。该产品包含有先进的远程管理系统——XteamGoose，使用户可以通过浏览器，方便、安全、可靠地管理维护自己的系统。

XteamServer的成功应用案例有：北京市政府研究室办公自动化系统“政府上网工程”；唐山统计局统计业务信息系统；山东淄博广电信息港项目；中国银行（香港）金融信息系统。

3.中科红旗

面向企业级应用的操作系统开放的、多平台的操作系统红旗Linux 服务器7.0版是红旗公司开发的一个遵守Linux国际标准和GPL规定的服务器操作系统。可运行于Intel Pentium, IA64, Alpha, IBM S/390等多种平台上。可被企业、银行、军队、政府部门、ISP/ICP作为服务器操作系统采用。

4.中软

中软Linux（COSIX Linux）V7.0[标准版]是中国计算机软件与技术服务总公司推出的全新版本。该产品强化了系统安全性和可靠性。特别是基于Web方式的系统及网络全面管理工具Webmin，该工具整合了几十种管理工具模块，使整个系统管理无边界，适用于当今电子商务平台的需求。该版本以国际标准I18N为其中文化的基础，提供了图形和字符两种安装界面，增加了新的安装类型。

四、嵌入式领域

在嵌入式系统这一领域，传统可选择的不外乎以下几种：独立编码（汇编语言，Pascal，C，C++）、老式DOS、自己开发一套核心、Windows、Unix、专用实时系统(VRTX，OS9，PSOS，VxWorks，LynxOS，QNX)。

Linux由于自身的优良特性，几乎是天然地适合作为嵌入式操作系统。因为Linux的主要特点是源码开放，没有版税；功能强大，稳定，健壮；非常优秀的网络功能，图像，文件管理功能，以及多任务支持功能；可定制性；有成千上万的开发人员支持；有大量的且不断增加的开发工具。基于以上原因使得Linux成为最适合嵌入式开发的操作系统，嵌入式领域将是Linux最大的发展空间。

但是，嵌入式应用涵盖的领域极为广泛，其特点可能也极不相同的。所以说Linux也不是适合于一切嵌入式应用场合。就其特点来说，Linux适用于高端嵌入式产品，具体而言之，大略有以下几类：移动计算设备，如HandPC、PalmPC及PDA；移动通讯终端设备，如上网手机；网络通讯设备，如接入盒、打印机服务器乃至路由器、交换机；智能家电设备，如机顶盒；仿真、控制设备。

如今还能在哪里看到Linux的身影?下面仅仅是Linux让生活更美好的众多方面的几个典例。

1、机顶盒

虽然Linux对机顶盒用户来说通常是看不见的，但它常常是非常普及的机顶盒的核心;比如说，我们许多人利用机顶盒来流式传送内容。运行Ubuntu的Neuros Link网络视频播放设备就是个例子。

2、自动柜员机(ATM)

多年来许多专家一直在警告，Windows对银行业务来说其实不够安全，所以看到Linux日益应用于自动柜员机领域也就不足为奇了。比如说，巴西南里奥格兰德银行(Banrisul)的一个Linux项目就备受瞩目。

3、车载电脑

最近宣布的另一项Linux创新就是为农用和建筑施工车辆设计的一系列个人电脑。Grayhill设备就是为恶劣条件和严酷环境而设计的，它让用户可以选择Linux或Windows CE。Linux之前还出现在了许多车辆上，包括Mavizen屡获奖项的TTX02电动摩托车。另外别忘了这一点：包括丰田和标致在内的多家汽车厂商也在使用Linux操作系统。

4、维基百科、谷歌及更多

如果你曾经用过维基百科，那么你已经从Linux得到了好处，至少间接得益。实际上，在使用了多年的红帽和Fedora后，维基百科现在又在使用Ubuntu。可扩展性如何?维基百科现在每月的页面浏览量大约是100亿人次，据说这一切离不开Ubuntu的支持。如果我们把话题转向企业应用，谷歌、亚马逊、思科、IBM、纽约证券交易所和维珍美国公司也都是大名鼎鼎的Linux用户。

5、政府

单单在美国，美国邮政管理局、美国国防部和美国联邦航空局都是Linux的重要政府用户。另外世界上还有许多政府做出了使用Linux的类似决定，包括法国、西班牙、德国和瑞士。

6、IBM的沃森

最后但并非最不重要的是，最近在美国智力竞赛节目《危险边缘》中以出众性能而让世人惊叹的沃森(Watson)超级计算机就是运行在Linux操作系统上。

第五篇：热塑性树脂复合材料应用

摘要：热塑性复合材料因具有韧性、耐蚀性和抗疲劳性高，成形工艺简单、周期短，材料利用率高，预浸料存放环境与时间无限制等优异性能而得到快速发展，并逐渐进入航空制造领域。尤其是近年来，在欧盟以及空客、福克航宇等航空制造企业的强力推动下，热塑性复合材料在民机上频频崭露头角，在一些部件上成为热固性复合材料的有力竞争对手。热塑性复合材料如果想继续扩大在民机上的应用，必须进入机体主承力构件，然而，热塑性应用于主承力构件还三个挑战，即原材料成本高，铺放工艺缓慢，以及预浸料粘性问题。关键词：热塑性复合材料 碳纤维 机体 内饰 主承力结构

热塑性复合材料是以玻璃纤维、碳纤维、芳烃纤维及其它材料增强各种热塑性树脂所形成的复合材料，因具有韧性、耐蚀性和抗疲劳性高，成形工艺简单、周期短，材料利用率高，预浸料存放环境与时间无限制等优异性能而得到快速发展，并逐渐进入航空制造领域。尤其是近年来，在欧盟以及空客、福克航宇等航空制造企业的强力推动下，热塑性复合材料在民机上频频崭露头角，在一些部件上成为热固性复合材料的有力竞争对手。热塑性复合材料的民机应用潜质 以聚苯硫醚（PPS）,聚醚酰亚胺（PEI）,聚醚醚酮（PEEK）和聚醚酮酮（PEKK）为基体的先进增强热塑性复合材料（TPC），具备高刚度、低加工成本和重新加工能力，拥有良好的阻燃、低烟和无毒（FST）性能，固化周期可以以分钟记，且其成形过程是天生的非热压罐工艺。这些固有属性使其成为轻质、低成本航空结构的理想材料。为西科斯基公司直升机提供大型热塑性复合材料地板的纤维锻造公司提供了如下一组数据：热塑性复合材料比钢轻60%，硬度是其6倍；比铝轻30%；比热固性复合材料强韧2倍；比注射模塑塑料硬5倍；在生产中比板材少60%碎屑。

上述性能特点和数据对比表明，热塑性复合材料是一种天生的航空结构材料，并且在民机应用上拥有巨大的潜质，甚至可能在未来为航空复合材料制造带来一场热塑性革命。热塑性复合材料在民机上的典型应用

目前，热塑性复合材料（TPC）在民机上的应用主要体现在机体结构件和内饰件上，这其中，碳纤维增强PPS的TPC占大多数。

2.1 机体结构件

机体结构件中，TPC主要应用在地板、前缘、控制面和尾翼零件上，这些零件都是外形比较简单的次承力构件。空客A380客机、空客A350客机、湾流G650公务机和阿古斯塔·韦斯特兰AW169直升机都是热塑性机体结构件的应用大户。

空客A380客机上最重要的热塑性复合材料结构件是玻璃纤维/PPS材料的机翼固定前缘。每个机翼有8个固定前缘构件，其中热塑性材料占到了整个用料的三分之二。在固定前缘蒙皮的纤维铺放中，制造商福克航空结构公司选择了先进的超声点焊作为铺放设备的加热系统。

图1 空客A380热塑性机翼前缘

空客A350客机机体的热塑性复合材料主要分布在可移动翼梁和肋上以及机身连接处1。应用量最大的是一系列机身连接零件，每架A350需要大约8000个，这些零件位于机身11段到15段，连接机身复合材料壁板与内部的复合材料框架结构。这些零件外形各异，部分是简单的L形，其它更为复杂，它们的尺寸在任何一个维度上都不超过203mm。这些机身连接零件使用碳纤维/PPS材料，通过先进的集成化单元完成制造，每个单元都拥有执行材料运输的机器人夹持系统、执行材料预热的红外加热器以及执行材料固化的液压式热冲压机。

图2 空客A350热塑性机身零件

湾流G650公务机在热塑性复合材料应用方面是一个里程碑，它的压力隔框肋板则使用了碳纤维/PEI材料，而方向舵和升降舵都使用了碳纤维/PPS材料，后者标志着民机主控制面采用热塑性复合材料的时代已经到来。方向舵和升降舵的碳纤维/PPS多肋结构比常规的碳纤维/环氧三明治结构轻10%、便宜20%，利用先进的感应焊技术替代胶接和铆接是一个重要的成本削减因素，也是一项技术创新。参与G650方向舵和升降舵研制的湾流公司、福克航空结构公司、TenCate先进复材公司、KVE复材公司、Ticona工程聚合物公司因此获得了2010年的JEC大奖。(2014年10月27-29日，福克航空将委托TENCATE先进复材公司在SAMPE中国2014年会上展出热塑性复合材料方向舵。欢迎点击“阅读原文”预约参观。)

图3 湾流G650热塑性方向舵

阿古斯塔·韦斯特兰AW169直升机的平尾采用了碳纤维/PPS材料2，比常规热固性复合材料的设计轻了15%，成为占机体重量近50%的复合材料中的一大亮点。平尾外形长3m，弦长0.62m，厚0.15m，前缘12个肋，后缘14个肋，前后缘蒙皮分别厚0.6mm和0.9mm。3m长的盒型梁由2个Ω形的构件组成，Ω形构件及其上下稍弯曲的蒙皮在共固化中连接。福克航空结构公司开发的模具带有可移除的内部心轴，可以让梁在一个步骤中成形，只需数分钟。

图4 阿韦AW169热塑性平尾

此外，空客A400M运输机的驾驶舱地板和复合材料机身防冰板分别使用了碳纤维/PPS和玻璃纤维/PPS材料。其中，驾驶舱地板尺寸3.05m*3.06m，是目前最大的碳纤维热塑性航空结构之一。

图5 空客A400M驾驶舱地板

可以看到，上述机体结构件几乎都是采用的PPS热塑性树脂。PPS是可用于航空的热塑性材料中成本最低的材料解决方案，可以很容易地与增强体制成预浸带，有着优秀的强度、硬度和方向稳定性，具备工艺和环保优势，可以使用快速制造工艺。此外，PPS对燃料、油料、溶剂和防冰剂有良好的抵抗力，具备极低的吸湿性，这使其在内饰件上也有着广泛的应用。

2.2 内饰件

内饰件方面，TPC的应用更加广泛，座椅、行李架导轨、个人空气系统导管等。切削动力公司、TenCate公司、Ticona工程聚合物公司和A&P技术公司联合开发的碳纤维/PPS热塑性复合材料座椅，获得了2011年JEC大奖。波音787的行李架顶部导轨使用了C形和L形的TPC，个人空气系统导管使用了玻璃纤维/PEI材料；庞巴迪“全球快车”公务机的窗框使用了玻璃纤维/PPS材料。

此外，SABIC创新塑料公司和Tri-Mack塑料制造公司分别开发了可用于飞机内饰件的碳纤维/PEI材料和碳纤维/PEEK材料，应用范围包括小桌板支杆、托架，以及扶手、踏板好咖啡壶底架等厨房用品。其中，碳纤维/PEEK材料比金属减重70%，疲劳强度达4~5倍；比热固性复合材料制造周期快数倍以上，材料回收能力更强；加之其耐化学和耐腐蚀性，以及振动和噪声抑制的改进，是金属和热固性复合材料内饰件的良好替代材料。热塑性复合材料民机主承力构件的研究进展

热塑性复合材料（TPC）在民机应用上的巨大潜质，使得民机制造商一直非常关注该材料在民机主承力构件上的应用，并开展了众多研究，研究的重点是主承力构件的先进制造工艺。这其中，欧洲尤其是荷兰的贡献不可小视，欧盟框架研究计划中的“热塑性经济可承受性航空主结构（”TAPAS）项目已经进入第6个年头，依托荷兰TPC技术，项目产生了大量成果；波音也与荷兰TenCate先进复材公司、斯托克·福克公司以及Twente大学建立了热塑性复合材料研究中心（TPRC）；此外，加拿大的魁北克航空研究与创新联盟（CRIAQ）也在关注直升机TPC构件。

3.1 欧盟框架计划的进展 3.1.1欧盟框架计划的进展

欧盟框架研究计划中的“热塑性经济可承受性航空主结构（”TAPAS）项目于2009年启动，目的是为空客公司开发TPC平翼扭矩盒和尾翼结构，进一步增加TPC在当前和未来飞机上的应用比例，如A320neo客机。项目将分为两个阶段，在2017年完成3，目标是两个构件的材料、制造工艺、设计概念和模具设备达到技术成熟度分别达到4级和6级。技术难点包括：开发和验证适合的材料，“对接接头”连接，制造技术，如纤维焊接、压力成形和纤维铺放。

TAPAS项目的成员包括空客、荷兰福克航空结构公司、TenCate先进复材公司、Technobis 纤维技术公司、荷兰热塑性复材公司（DTC）、KVE复材集团、机载复材公司、KE工厂公司、CODET公司、荷兰国家航空实验室（NLR）、Delft技术大学和Twente大学等。项目的第一阶段已于2013年完成，采用碳纤维/PEKK材料开发主承力结构，项目制造的TPC平尾扭矩盒和机身验证件分别达到了技术成熟度3级和5级。TPC尾翼扭矩盒基于G650的垂尾中央部分重新设计，展长12m，其中，蒙皮厚度从2mm~8mm之间变化，采用单向预浸带制造。福克航空结构公司采用一种利用焊接的“对接接头”方式在蒙皮上集成了T型加强筋，据称这在制造工艺、成本和重量上都是革命性的。由于TPC固有的韧性能更好地阻止裂纹扩展，能够将蒙皮设计得更薄，因此与热固性复合材料构件相比，该扭矩盒减重10%。TPC机身验证件长4m，双曲面外形，其中加强筋长3m，厚度从2.48~5.50m之间变化。DTC公司开发了该机身加强筋，及其制造工艺：数控切割TPC材料，机器人铺放，真空预固化，自动运输，压力成形，整个过程仅需15min。

图6 热塑性扭矩盒验证件

项目的第二阶段于2014年初开始，将继续提升TPC扭矩盒和机身的技术成熟度，使其获得市场的关注4。对于扭矩盒的研究，接下来将开发可获应用认证的材料和工艺；开发一个能够存放燃油的“湿”盒；使用将梁与蒙皮焊接起来的一种结构。对于机身的研究，主要挑战在于控制蒙皮厚度，特别是对于A320neo或者737max这样的单通道客机，韧性的TPC薄蒙皮结构固然更合适，但其厚度极限需要验证，尤其是考虑到如冰雹撞击或维修工具冲击下的局部载荷作用。

欧盟框架研究计划中还有一个“经济的先进前缘结构”（COALESCE）项目，开发多肋薄蒙皮设计的前缘，蒙皮在铺放过程中利用激光电焊加热，肋是片状预成形件，与蒙皮在共固化过程中以“对接接头”方式连接。A380固定前缘的焊接接头剥离强度是10N/mm，而带圆角的“对接接头”要强10倍，而且以该方式生产的前缘结构比A380的成本低30%。

图7 带圆角的“对接接头”

3.2其它的研究进展

福克航空结构公司在TAPAS项目之外还开发了几个验证件：TPC带筋翼面壁板、TPC正弦梁、TPC带筋机身壁板。采用“对接接头”连接T型加强筋的TPC翼面壁板比碳纤维/环氧材料减少了15~30%的成本。正弦梁采用碳纤维/PEKK材料，其设计制造也得益于“对接接头”的开发，使该结构比简单I型梁具备更高硬度和抗弯性，而热固性复合材料难以快速、经济地制造这样的结构。机身壁板由碳纤维/PEEK材料制造5，在阴模中铺放，先铺垂直筋条，再自动铺放蒙皮，随后蒙皮和筋共固化，最后使用感应焊技术把水平框架和壁板连接起来。

图8 热塑性机身壁板验证件

加拿大魁北克航空研究与创新联盟（CRIAQ）包括庞巴迪、贝尔直升机和普惠加拿大等企业、大学和政府组织，它们完成了两个TPC结构的开发项目：轻型直升机划橇式起落架TPC薄壁、圆锥形管件；1.2m长的直升机TPC尾梁，尾梁必须承受重要的弯矩，以及发动机高温排气。由于旋翼机结构开发受复杂外形、低产量和高风险的限制，直升机制造商很少能将TPC结构的生产商业化，CARIQ的目的正是寻找工艺参数和最新的材料与设备来解决这个问题。

在热塑性预浸料铺放技术方面，德国和美国在2013年都有最新研究成果。德国弗劳恩霍夫研究所开发出一个热塑性预浸料自动铺带系统，能够在原位使用激光进行热塑性树脂基体的固化，该系统具有良好的温度控制，铺放速度可达约1m/s。美国自动动力公司开发出一个激光加热系统，可以取代热塑性预浸料一般使用的热气加热系统，将纤维铺放速度提升3~5倍至0.5m/s，能耗减少60%，并具有更严格的过程温度控制和更好的加热效率。热塑性复合材料在民机上应用的挑战和前景

热塑性复合材料（TPC）如果想继续扩大在民机上的应用，必须像低温固化热固性复合材料一样进入机体主承力构件。然而，TPC应用于主承力构件，还有一定的障碍。

首先，最大的难点在于原材料成本。航空级热塑性预浸料的成本要高于热固性预浸料，如果只是简单地继续使用热固性复合材料的自动铺放和热压罐固化工艺，那么TPC零件在成本上没有竞争力。高性能TPC所需温度在200˚C~430˚C，典型固化压力可达1380kPa（200psi），当前TPC后固化所使用的设备，成本大概是加工热固性复合材料的2倍，如果仅仅是小批量生产的话，资金负担较大。对于TPC主承力结构研究的对象PEEK和PEKK，PEKK要求的工艺温度低，固化速度更快，但机械性能没有PEEK高，而PEEK则更贵。

其次，铺放工艺的缓慢仍是挑战。由于要维持所需的高温，本身就比较硬的热塑性预浸料在自动铺放时也使用硬压紧辊，在经过尖角和边缘等复杂外形处时的转向问题就很突出，影响了铺放速度。典型的热塑性预浸料铺放速度小于10lb/h，比起大型民机用的碳/环氧材料15~40lb/h的铺放速度来说太低。如果要在小批量的大型民机主承力构件应用，PEEK和PEKK基预浸料的铺放速度分别需要再快3~5倍和10~20倍。

再次，预浸料粘性的问题。一个是自动铺放过程中第一层与模具的粘合，尤其是波状表面；另一个是TPC材料难以与非热塑性材料粘结，比如环氧。此外，还需要提升维修技术的成熟度。

针对这些挑战，原材料供应商、设备供应商、航空制造商都在抓紧研究。原材料问题，相信10年之内，Cytec和TenCate公司都会有结合PEEK和PEKK优点的新材料问世，便宜、加工周期快，而且机械性能良好。铺放工艺问题，最好的方法是铺放时的原位固化，避免二次加工，或者改进加热方式提升铺放速度，而这一点现在已经有了不小的进展。粘性的问题，空客提出了一个解决方案，通过多孔模对铺层施加负压力来防止与模具粘合，然而其它方面还需要继续探寻更加成熟的解决方案，比如更先进的复合材料焊接技术、更可靠的熔融粘合维修技术等。

尽管存在上述挑战，但热塑性复合材料巨大的应用潜力还是会驱使航空制造商将更多的部件设计为热塑性结构，相关的研究也还将持续不断地产出新成果，这都将进一步提升热塑性复合材料在民机上的应用比例。也许，热塑性复合材料就像低温固化热固性复合材料一样，将曲折但坚定的发展，并在未来由量变转为质变，攻克大型民机的主承力结构，实现广泛而深层次的应用。

参考文献：

[1] Inside a thermoplastic composites hotbed.High-Performance Composites[J], 2014.1

[2] Thermoplastic composites save weight in rotorcraft aerostructure.High-Performance Composites[J], 2014.3

[3] Fokker, TenCate and Airbus extend innovation programme.Reinforced Plastics[J], 2014.1

[4] Next steps in thermoplastic aerostructures.High-Performance Composites[J], 2014.7

[5] Fokker Aerostructures panel demonstrates thermoplastics fuselage potential.High-Performance Composites[J], 2014.3