Prepreg Sợi Aramid & Sợi Lai Hiệu Suất Cao | Weihai Dushi

Phân loại lõi: Phân chia chính xác dựa trên định hướng hiệu suất và các kịch bản ứng dụng

Vật liệu tiền ngâm sợi Aramid có hệ thống danh mục phong phú, có thể chia thành bốn hạng mục chủ lưu dựa trên loại nhựa, loại sợi, đặc tính chức năng và bố trí. Mỗi sản phẩm tập trung vào các kịch bản ứng dụng khác biệt, đạt được sự thích ứng chính xác với nhu cầu của các ngành công nghiệp khác nhau.

1. Phân chia ranh giới chức năng theo loại nhựa: nhiệt rắn và nhiệt dẻo

Hệ thống nhựa là yếu tố cốt lõi quyết định đặc tính tạo hình và phạm vi ứng dụng của vật liệu tiền ngâm sợi Aramid, có thể chia thành hai hạng mục cơ bản. Hai loại này có sự khác biệt rõ rệt về cơ chế đóng rắn và trọng tâm hiệu suất:

• Vật liệu tiền ngâm sợi Aramid nhiệt rắn: Dựa trên nhựa epoxy, nhựa phenolic, nhựa cyanate ester, v.v., yêu cầu quá trình liên kết chéo và đóng rắn bất khả nghịch thông qua gia nhiệt và áp suất. Hiện tại đây là dòng sản phẩm chủ đạo trên thị trường, chiếm hơn 85% vào năm 2024. Trong đó, các sản phẩm gốc nhựa epoxy được sử dụng rộng rãi trong các cấu kiện hàng không vũ trụ, thiết bị bảo hộ cao cấp và các ứng dụng khác nhờ khả năng bám dính vượt trội và tính chất cơ học cân đối (cường độ kéo có thể đạt 280MPa trở lên); Các sản phẩm gốc nhựa phenolic tập trung vào khả năng chống cháy và chịu nhiệt tốt, mật độ khói thấp khi cháy, phù hợp cho trang trí nội thất toa xe giao thông đường sắt và các bộ phận chịu lửa của tàu thủy; Các sản phẩm gốc nhựa cyanate ester có tính chất điện môi thấp, hằng số điện môi ≤ 2,8, thích hợp cho các ứng dụng tần số cao như vỏ radar và ăng-ten 5G. Đặc điểm cốt lõi của loại tiền dạng sợi Aramid này là cấu trúc ổn định và khả năng chống chảy dẻo tuyệt vời sau khi đóng rắn, tuy nhiên chu kỳ tạo hình tương đối dài (thường từ 40–90 phút) và khó khăn trong việc tái chế.
  
• Sợi Aramid nhiệt dẻo tiền ngâm tẩm: Sử dụng các loại nhựa có thể nóng chảy như polyetheretherketone (PEEK), polyamide (PA) và polyphenylene sulfide (PPS), vật liệu này có tính chất đảo ngược "đun nóng làm mềm, làm nguội đóng rắn" và đã phát triển nhanh chóng trong những năm gần đây, đạt thị phần 15% vào năm 2024. Những ưu điểm nổi bật của nó là hiệu suất tạo hình cao, rút ngắn thời gian chu kỳ hơn 60% so với sản phẩm nhiệt rắn. Thời gian tạo hình một mẻ đơn có thể kiểm soát trong khoảng 15-30 phút, đồng thời có thể tái chế và sử dụng lại, đáp ứng nhu cầu sản xuất quy mô lớn cho bảo vệ cụm pin xe năng lượng mới, thiết bị thể thao cao cấp, v.v. Ví dụ, nắp cụm pin ô tô làm từ tiền ngâm tẩm sợi Aramid nền PA có độ bền va chạm đạt 120kJ/m², nhẹ hơn 45% so với các nắp kim loại truyền thống. Sau va chạm, một số hư hỏng có thể được sửa chữa bằng cách gia nhiệt.
  

2. Theo loại sợi Aramid: phân biệt nguồn gốc về hiệu suất cơ bản

Các đặc tính vật liệu của sợi aramid tự thân cung cấp các nền tảng hiệu suất khác nhau cho sợi aramid tiền ngâm tẩm (prepreg), chủ yếu được chia thành ba loại, phù hợp với các yêu cầu về độ bền và chi phí khác nhau:

• Prepreg dựa trên aramid para (PPTA): Loại cao cấp phổ biến nhất, có độ bền kéo sợi trên 3,6 GPa, mô-đun đàn hồi 120 GPa và khả năng chịu va chạm hơn 5 lần so với thép. Loại này chủ yếu được sử dụng trong ngành hàng không vũ trụ, quốc phòng và quân sự với các yêu cầu nghiêm ngặt về hiệu suất. Ví dụ, sợi aramid tiền ngâm tẩm Kevlar® của DuPont làm từ sợi 49 được sử dụng rộng rãi để gia cố xương sống thân máy bay và mũ bảo hiểm chống đạn, đạt tiêu chuẩn chống đạn lên đến NIJ III.
  
• Prepreg dựa trên aramid meta (PMIA): Với khả năng chống ăn mòn và chống cháy ưu việt làm cốt lõi, sản phẩm có thể sử dụng lâu dài ở nhiệt độ trên 200 ℃. Sau khi ngâm trong dung dịch axit sulfuric 50% trong 1000 giờ, tỷ lệ suy giảm hiệu suất cơ học dưới 8%, phù hợp cho bảo vệ đường ống hóa chất, vật liệu lọc nhiệt độ cao và các ứng dụng khác. Teijinconex, giống như aramid của Emperor® Prepreg làm từ sợi, được dùng làm lớp lót chống ăn mòn cho bồn chứa hóa chất.
  
• Co aramid dựa trên prepreprereg: Kết hợp những ưu điểm của aramid para và aramid meta, với chi phí giảm hơn 30% so với aramid para nguyên chất, và có độ bền kéo đạt 2,8 GPa. Phù hợp cho thiết bị thể thao cao cấp, nội thất ô tô và các tình huống trung đến cao cấp nhạy cảm về chi phí như vợt cầu lông và tựa lưng ghế đua.
  

3. Bố trí sợi: Thiết kế phân biệt hiệu suất cơ học cho sợi định hướng đơn và sợi bện

Việc sắp xếp các sợi aramid trực tiếp quyết định các tính chất cơ học theo hướng của vật liệu tiền ngâm tẩm sợi aramid, tạo thành hai nhóm chính cho các tình huống chịu lực khác nhau:

• Vật liệu tiền tạo hình sợi aramid một chiều: Các sợi Aramid được sắp xếp song song theo một hướng duy nhất, với độ đồng nhất định hướng trên 99,6%, mang lại tính chất cơ học tối ưu của vật liệu dọc theo trục sợi. Mô-đun kéo có thể đạt trên 110GPa, trong khi các tính chất theo phương ngang tương đối yếu. Loại sản phẩm này chủ yếu được sử dụng cho các cấu kiện chịu lực chịu tải trọng một chiều, chẳng hạn như lớp chịu va chạm cánh máy bay, bảo vệ mép cánh tuabin gió, băng gia cố cầu, v.v. Thông qua thiết kế xếp chồng đa hướng, có thể đáp ứng các yêu cầu chịu ứng suất phức tạp. Mật độ bề mặt của nó dao động từ 50g/㎡ đến 400g/㎡, và có thể được lựa chọn chính xác tùy theo mức độ tải trọng. Ví dụ, mép cánh tuabin gió 10MW được làm từ sợi Aramid định hướng trước 200g/㎡, có thể cải thiện khả năng chịu va chạm sét lên đến 60%.
  
• Sợi Aramid dệt dạng tấm tiền ngâm tẩm: Các sợi aramid được dệt xen kẽ theo các kiểu dệt chéo, dệt đũi, dệt satin và các cách khác, với sự phân bố cân bằng cơ học đa hướng cùng khả năng ôm sát tốt và độ chống cắt cao. Các sản phẩm dệt chéo có cấu trúc dày đặc và khả năng chịu mài mòn mạnh, phù hợp cho các thiết bị bảo hộ như áo chống đạn và găng tay chống đâm; Sản phẩm dệt đũi có độ linh hoạt xuất sắc, có thể ôm khít các bề mặt cong phức tạp, được sử dụng làm lớp chống va chạm cho thân tàu và dầm chống va chạm của cửa xe hơi; Sản phẩm dệt satin nổi bật với độ bền xé cao, đạt tới 80kN/m, thích hợp cho các bộ phận nội thất hàng không vũ trụ và vải lều cao cấp. Các sản phẩm với phương pháp dệt khác nhau có thể kết hợp với các thông số mật độ chỉ từ 100D đến 1000D, tạo nên sự lựa chọn đa dạng từ kết cấu tinh tế đến thô ráp.
  

4. Các danh mục phái sinh tùy chỉnh cho các tình huống đặc biệt dựa trên đặc tính chức năng

Để đáp ứng các môi trường khắc nghiệt hoặc nhu cầu đặc biệt, vật liệu Aramid fiber preprep đã phát triển nhiều danh mục phụ chức năng, trở thành yếu tố then chốt trong việc mở rộng phạm vi ứng dụng:

• Vật liệu Aramid fiber prereg chịu nhiệt độ cao: Sử dụng nhựa polyimide được cải tiến, nhiệt độ sử dụng dài hạn có thể đạt 250-350 ℃, và tỷ lệ giữ nguyên cường độ kéo ở nhiệt độ cao vượt quá 85%. Ví dụ, sản phẩm Kevlar ® Prepreg của DuPont làm từ sợi 149 kết hợp với nhựa polyimide được dùng cho các bộ phận cách nhiệt xung quanh động cơ máy bay và lớp lót ống phóng tên lửa.
  
• Vật liệu Aramid fiber prereg chống cháy: dựa trên khả năng chống cháy tự nhiên của meta aramid, kết hợp với nhựa chống cháy không chứa halogen, hiệu suất chống cháy có thể đạt cấp độ UL94 V0, và không giải phóng khí độc trong quá trình cháy. Chỉ số mật độ khói (SDR) nhỏ hơn 15, phù hợp với các tình huống yêu cầu phòng cháy cực kỳ cao như nội thất toa xe tàu điện ngầm và vách ngăn khoang máy bay.
  
• Sợi aramid chống tĩnh điện tiền ngâm tẩm: Thêm chất độn dẫn điện (như ống nano carbon) vào nhựa để kiểm soát điện trở bề mặt trong khoảng từ 10⁶ - 10⁸ Ω đồng thời duy trì khả năng chịu va chạm, phù hợp với thiết bị bảo hộ dưới hầm mỏ than, vỏ thiết bị điện tử chống tĩnh điện và các tình huống khác.
  
• Sợi aramid chịu thời tiết tiền ngâm tẩm: Các thành phần chống tia cực tím và chống lão hóa được thêm vào nhựa, tỷ lệ suy giảm tính chất cơ học dưới tác động ngoài trời trong năm năm ít hơn 10%. Sản phẩm phù hợp cho các bảng quảng cáo ngoài trời, ống bảo vệ cáp điện cao thế, thiết bị điện gió ngoài khơi và các ứng dụng khác.
  

Ưu thế cốt lõi: Sáu đặc tính chính tái định hình giá trị ứng dụng của vật liệu
Lõi sợi aramid nổi bật giữa hàng loạt vật liệu composite và trở thành "vật liệu thiết yếu" trong bảo vệ cao cấp và sản xuất chính xác nhờ những ưu thế toàn diện về khả năng chịu va chạm, nhẹ, ổn định và các yếu tố khác. Những đặc điểm này cùng nhau tạo nên vị trí không thể thay thế trên thị trường.

1. Hiệu suất chống va đập và cắt tuyệt đối

Khả năng chống va chạm là ưu thế cốt lõi của vật liệu prepreg sợi Aramid, và độ dai cao của sợi Aramid cùng với hiệu ứng kết dính của nhựa tạo nên hiệu ứng cộng hưởng, khiến vật liệu có khả năng hấp thụ năng lượng vượt trội. Độ dai va chạm của loại prepreg thông thường dựa trên sợi aramid para có thể đạt trên 150kJ/m², gấp ba lần so với prepreg sợi carbon và gấp tám lần so với thép. Trong lĩnh vực chống đạn, tấm chống đạn làm từ lớp laminate prepreg sợi Aramid định hướng một chiều 100g/m² có thể chịu được tác động của đạn súng ngắn 9mm và chỉ nặng bằng 1/5 tấm thép có cùng cấp độ bảo vệ; Trong lĩnh vực hàng không vũ trụ, việc sử dụng lớp prepreg sợi Aramid chịu va chạm trên thân máy bay giúp giảm 70% diện tích hư hại cấu trúc khi xảy ra va chạm chim; Trong lĩnh vực năng lượng mới, việc sử dụng vật liệu này để bảo vệ pin có thể giảm đáng kể nguy cơ mất ổn định nhiệt thông qua các bài kiểm tra an toàn như chọc kim và ép nén. Ngoài ra, khả năng chống cắt của nó cũng cực kỳ nổi bật, với mức độ chống cắt của prepreg sợi Aramid dệt 200g/m² đạt tiêu chuẩn EN 388 cấp 5, vượt xa các vật liệu sợi thông thường.

2. Cân bằng cơ học và nhẹ tuyệt vời

Sợi aramid preprep kết hợp hoàn hảo những ưu điểm về hiệu suất của sợi aramid và nhựa, đạt được sự cân bằng tối ưu giữa "độ bền cao + nhẹ trọng lượng". Mật độ của nó chỉ ở mức 1,4-1,6 g/cm³, thấp hơn 1/5 so với thép và 1/2 so với hợp kim nhôm, trong khi độ bền kéo có thể đạt 280-350 MPa, tương đương với thép thông thường. Trong ngành hàng không vũ trụ, các bộ phận nội thất máy bay và gia cố cấu trúc sản xuất bằng sợi aramid preprereg có thể giảm trọng lượng hơn 300 kg mỗi máy bay, trực tiếp làm giảm tiêu thụ nhiên liệu từ 8% - 10%; Trong lĩnh vực ô tô, việc sử dụng vật liệu này cho thân xe đua giúp giảm trọng lượng 55% so với thân hợp kim nhôm, đồng thời tăng khả năng chịu va chạm lên 40%; Trong lĩnh vực thiết bị thể thao, gậy golf sử dụng preprepreg nền aramid 1K có thể giảm trọng lượng 25%, tăng tốc độ vung gậy 10% và tăng khoảng cách đánh bóng thêm 15 yard. Ngoài ra, các tính chất cơ học của nó có sự cân bằng vượt trội, với mô-đun uốn lên tới 80-110 GPa. Vật liệu không dễ biến dạng sau thời gian dài sử dụng và phù hợp với nhiều tình huống kết cấu chịu tải khác nhau.

3. Khả năng thích nghi với môi trường và độ bền trong mọi tình huống

Sợi aramid tiền ngâm có khả năng chịu đựng môi trường vượt xa các vật liệu truyền thống, làm cho nó trở thành lựa chọn đáng tin cậy trong các điều kiện làm việc phức tạp. Về khả năng chống ăn mòn, tiền ngâm sợi aramid meta có thể có tuổi thọ trên 15 năm trong các môi trường như axit mạnh, kiềm mạnh, muối phun và những môi trường khắc nghiệt khác. Trong lĩnh vực tàu biển, lớp bảo vệ thân tàu làm từ vật liệu này có thể chống lại sự xâm thực của nước biển và kéo dài chu kỳ bảo trì gấp ba lần so với các tấm thép mạ kẽm; Về khả năng chịu thời tiết, các sản phẩm có bổ sung thành phần chống tia UV đạt tỷ lệ giữ màu trên 90% sau 5 năm tiếp xúc ngoài trời, không bị nứt hay bong tróc; Về khả năng chịu nhiệt, các sản phẩm chịu nhiệt độ cao có thể sử dụng ngắn hạn ở 350 ℃ và sử dụng lâu dài ở 250 ℃, hoạt động ổn định trong các tình huống nhiệt độ cao như lò công nghiệp và động cơ máy bay; Về khả năng chống mỏi, dưới các chu kỳ tải trọng động, tỷ lệ giữ cường độ mỏi đạt trên 90%, cao hơn 12 điểm phần trăm so với mức trung bình ngành. Sau khi sử dụng vật liệu này, tuổi thọ của cánh tuabin gió có thể được kéo dài trên 25 năm.

4. Khả năng tùy chỉnh cực kỳ linh hoạt

Vật liệu sợi aramid tiền ngâm tẩm có thể đạt được tùy chỉnh đầy đủ các thông số về kích thước, chính xác phù hợp với nhu cầu cá nhân hóa của các ngành công nghiệp khác nhau. Hệ thống nhựa có thể được điều chỉnh theo từng tình huống cụ thể, ví dụ như nhựa polyimide chịu nhiệt độ cao dùng trong hàng không và nhựa epoxy đóng rắn nhanh dùng trong ô tô; độ chính xác kiểm soát hàm lượng nhựa đạt ±0,5%, đảm bảo tính nhất quán về hiệu suất sản phẩm; loại sợi có thể được lựa chọn theo yêu cầu, kết hợp linh hoạt giữa sợi aramid para-, meta- hoặc co-aramid; chiều rộng hỗ trợ tùy chỉnh từ 0,3m đến 2,0m, các sản phẩm rộng 2,0m có thể được sử dụng cho thân tàu lớn, giảm hơn 60% số lượng mối nối ghép; các tính năng chức năng có thể được kết hợp và tích hợp chồng lên nhau, ví dụ như "chống cháy + chống tĩnh điện", "chịu nhiệt độ cao + chống ăn mòn" và các chức năng tổng hợp khác. Ví dụ, Aramid fiber prereg, một chức năng tổng hợp được sử dụng trong thiết bị bảo hộ dưới hầm mỏ than, không chỉ đáp ứng yêu cầu chống cháy cấp UL94 V0 mà còn có khả năng chống tĩnh điện, đồng thời đảm bảo khả năng chịu va đập.

5. Khả năng thích nghi quy trình và hiệu quả tạo hình xuất sắc

Sợi aramid prereg tương thích với các quy trình tạo hình vật liệu composite phổ biến như nung nóng trong khuôn ép, đúc nén, túi chân không và quấn, phù hợp với nhiều nhu cầu từ sản xuất đơn chiếc theo yêu cầu đến sản xuất hàng loạt. Quy trình đúc nén phù hợp với các chi tiết tiêu chuẩn như nắp hộp pin và các tấm chèn chống đạn. Thời gian sản xuất mỗi mẻ có thể được kiểm soát trong khoảng 15-30 phút, sai số độ chính xác kích thước ≤±0,2mm. Quy trình tạo hình nung nóng trong khuôn ép phù hợp với các chi tiết cao cấp trong ngành hàng không vũ trụ, tỷ lệ khuyết tật bên trong sản phẩm dưới 0,3% nhờ kiểm soát áp suất ở mức 0,8-1,2MPa và nhiệt độ ở mức 120-200℃; Quy trình tạo hình bằng quấn phù hợp với các chi tiết dạng trụ như ống dẫn và bình chịu áp lực. Việc sắp xếp định hướng sợi aramid giúp tỷ lệ cường độ dọc trục và chu vi của sản phẩm đạt tới 4:1, đáp ứng yêu cầu vận chuyển áp lực cao. Ngoài ra, trạng thái bán đóng rắn của nó dễ cắt và trải, tỷ lệ phế phẩm chỉ ở mức 3%-5%, thấp hơn nhiều so với mức 15%-20% của phương pháp tạo hình ướt truyền thống, giảm đáng kể lượng vật liệu bị lãng phí.

6. Lợi thế về chi phí trong suốt toàn bộ vòng đời

Mặc dù chi phí mua sắm ban đầu của sợi Aramid prereg cao hơn so với các vật liệu truyền thống, nhưng lợi thế về chi phí trong suốt vòng đời là rất đáng kể. Trong lĩnh vực quốc phòng và công nghiệp quân sự, đặc tính nhẹ của nó có thể giảm chi phí vận chuyển thiết bị xuống 40% và cải thiện khả năng di động của thiết bị; Trong lĩnh vực năng lượng mới, việc sử dụng vật liệu này để bảo vệ pin đã tăng tỷ lệ đạt bài kiểm tra an toàn lên 80%, tránh được những tổn thất lớn do tai nạn an toàn; Trong lĩnh vực thiết bị công nghiệp, khả năng chống ăn mòn của nó có thể kéo dài chu kỳ bảo trì thiết bị từ 1 năm lên đến 5 năm, giảm chi phí bảo trì 70%; Trong ngành hàng không vũ trụ, việc giảm 300kg trọng lượng trên mỗi máy bay có thể tiết kiệm khoảng 1,2 triệu nhân dân tệ chi phí nhiên liệu mỗi năm. Tính năng tái chế của sản phẩm nhiệt dẻo tiếp tục làm giảm chi phí nguyên vật liệu, với tỷ lệ giữ lại hiệu suất trên 75% đối với vật liệu tái chế, có thể được sử dụng để sản xuất các bộ phận cấu trúc cấp hai.

Điểm bán hàng về quy trình: kiểm soát chính xác và gia tăng giá trị từ nguyên vật liệu đến sản phẩm hoàn thiện

Sự vượt trội của sợi Aramid preprep nằm ở quy trình sản xuất chính xác và kiểm soát chất lượng toàn bộ quá trình. Hệ thống quy trình của nó không chỉ đảm bảo tính nhất quán của sản phẩm mà còn đạt được sự cân bằng tối ưu giữa hiệu suất và chi phí, trở thành nền tảng cốt lõi cho năng lực cạnh tranh theo hạng mục.

1. Quy trình sản xuất cốt lõi: Đảm bảo kép bằng phương pháp nóng chảy và phương pháp ngâm dung dịch

Ngành công nghiệp chủ yếu áp dụng hai quy trình ngâm tẩm cốt lõi, có thể lựa chọn linh hoạt tùy theo định vị sản phẩm và yêu cầu chất lượng để đảm bảo độ ổn định hiệu suất của sợi Aramid prepreg:

• Quy trình nóng chảy: Đun nóng nhựa đến 90-130 ℃ để giảm độ nhớt, phủ đều nhựa lên bề mặt sợi aramid thông qua các con lăn ép nhiệt chính xác, sau đó làm nguội nhanh xuống nhiệt độ phòng bằng các con lăn làm mát để hoàn thành quá trình bán đóng rắn và định hình. Ưu điểm cốt lõi của quy trình này là không có dư lượng dung môi, kiểm soát chính xác hàm lượng nhựa lên đến ±0,5% và độ đồng nhất cao trong bố trí sợi, do đó rất phù hợp để sản xuất tấm sợi aramid tẩm nhựa (prepreg) cao cấp dùng trong ứng dụng hàng không vũ trụ. Các sản phẩm prepreg series Kevlar® của DuPont đều áp dụng quy trình này, sử dụng điều khiển máy tính để kiểm soát áp lực (0,6-1,0MPa) và tốc độ (4-8m/phút) của con lăn ép nhiệt, đảm bảo sai số phân bố nhựa trên mỗi mét vuông sản phẩm nhỏ hơn 0,3%.
  
• Quy trình ngâm tẩm bằng dung dịch: Nhựa được hòa tan trong các dung môi hữu cơ như acetone và xylene để tạo thành dung dịch có độ nhớt thấp. Sau khi sợi aramid được ngấm hoàn toàn nhựa trong bồn tẩm, dung môi được bay hơi thông qua hệ thống sấy bằng khí nóng nhiều cấp (gradient nhiệt độ 60-130 ℃), cuối cùng tạo thành trạng thái bán đóng rắn. Thiết bị quy trình này có chi phí đầu tư thấp và hiệu suất sản xuất cao (với tốc độ dây chuyền 12-18 m/phút), phù hợp cho sản xuất số lượng lớn các tiền dạng sợi Aramid phổ thông. Để giải quyết vấn đề tồn dư dung môi, ngành công nghiệp đã áp dụng rộng rãi công nghệ loại bỏ hỗ trợ chân không và sấy bảo vệ bằng khí nitơ, giúp giảm hàm lượng dung môi còn lại xuống dưới 0,08% và tránh được các khuyết tật như bọt khí và bong lớp sau khi sản phẩm đóng rắn.
  

2. Các điểm kiểm soát quy trình chính: năm quy trình cốt lõi quyết định hiệu năng

Sự ổn định chất lượng của sợi Aramid prereg đến từ việc kiểm soát tinh tế toàn bộ quá trình sản xuất, trong đó năm khâu then chốt trực tiếp quyết định hiệu suất cuối cùng của sản phẩm:

• Xử lý bề mặt sợi Aramid: Bề mặt sợi Aramid trơn và có độ bám dính yếu với nhựa. Cần phải xử lý bằng phương pháp oxy hóa plasma hoặc phủ chất kết dính để tăng các nhóm hoạt tính trên bề mặt sợi. Sau khi xử lý, độ bền kết dính giao diện giữa sợi và nhựa tăng hơn 45%, hiệu quả giải quyết các vấn đề như bong lớp và tách lớp thường xảy ra ở các sản phẩm truyền thống. Sau xử lý này, khả năng chịu va chạm của prepreprepregel nền sợi aramid para có thể được cải thiện 30%.
  
• Điều chỉnh chính xác công thức nhựa: Theo các yêu cầu chức năng của sản phẩm, nhựa, chất đóng rắn, chất phụ gia và các thành phần khác được phối trộn chính xác theo tỷ lệ. Ví dụ, sản phẩm chống cháy cần bổ sung 18% - 25% chất chống cháy chứa phốt pho - nitơ, cùng với 0,8% chất chống nhỏ giọt; Đối với sản phẩm chịu nhiệt độ cao, cần điều chỉnh tỷ lệ giữa nhựa polyimide và chất đóng rắn để đảm bảo mật độ liên kết chéo; Sản phẩm chống tĩnh điện cần được phân tán đều với 5% - 8% ống nano carbon nhằm tránh hiện tượng dẫn điện không đồng đều. Công thức được pha chế bằng hệ thống trộn tự động hoàn toàn và phân tán siêu âm, với sai số được kiểm soát trong phạm vi ±0,1%.
  
• Kiểm soát động các thông số tẩm ngâm: Điều chỉnh thời gian thực tốc độ tẩm, nhiệt độ và áp suất dựa trên mật độ tuyến tính của sợi aramid và độ nhớt của nhựa. Ví dụ, tốc độ ngâm sản phẩm bó sợi 100D được kiểm soát ở mức 6-8m/phút, và áp suất giảm xuống 0,5MPa để tránh đứt sợi; sản phẩm bó sợi thô 1000D có thể tăng lên 15m/phút và áp suất có thể tăng lên 0,9MPa để đảm bảo nhựa thấm sâu hoàn toàn vào bên trong các sợi.
  
• Kiểm soát chính xác quá trình đóng rắn giai đoạn B: Bằng cách điều chỉnh nhiệt độ và thời gian sấy, mức độ đóng rắn của nhựa được kiểm soát ở trạng thái bán đóng rắn từ 35% - 45%, đảm bảo sản phẩm có độ kết dính nhất định để dễ dàng xếp lớp và tránh hiện tượng đóng rắn hoàn toàn sớm. Giám sát liên tục mức độ đóng rắn bằng phương pháp phân tích nhiệt vi sai (DSC) và phân tích cơ học động học (DMA) với sai số nhỏ hơn 2%.
  
• Kiểm tra chất lượng nghiêm ngặt đối với sản phẩm thành phẩm: Mỗi lô sản phẩm phải trải qua nhiều bài kiểm tra, bao gồm hàm lượng nhựa (độ chính xác ± 0,1%), mật độ bề mặt sợi (± 1g/㎡), độ bền kéo, độ dẻo dai khi va chạm, hiệu suất chống cháy, v.v. Hệ thống thị giác máy tính được sử dụng để phát hiện sự đồng đều trong bố trí sợi và tính toàn vẹn của các hoa văn, với tỷ lệ phát hiện khuyết tật đạt 99,9%, đảm bảo rằng các sản phẩm không đạt tiêu chuẩn sẽ không được đưa ra thị trường.
  

3. Xu hướng đổi mới quy trình: Ba định hướng chính thúc đẩy nâng cấp ngành hàng

Ngành công nghiệp tiếp tục cải thiện hiệu suất và tính năng giá thành của vật liệu tiền ngâm tẩm sợi Aramid thông qua đổi mới quy trình, với ba định hướng đổi mới lớn dẫn dắt sự phát triển của ngành hàng:

• Nâng cấp dây chuyền sản xuất tự động hóa: Giới thiệu robot công nghiệp và hệ thống kiểm tra thị giác AI để đạt được tự động hóa toàn bộ quá trình từ xả sợi aramid, ngâm tẩm, đóng rắn đến cuộn và cắt, tăng hiệu suất sản xuất hơn 60% và giảm sai số nhất quán sản phẩm xuống ±0,2%. Ví dụ, dây chuyền sản xuất tự động của một doanh nghiệp hàng đầu có thể đạt sản lượng hàng ngày 4000 mét vuông mỗi dây chuyền, cao gấp bốn lần so với các dây chuyền sản xuất thủ công truyền thống.
  
• Đột phá trong Công nghệ Lớp đa trục: Phát triển dây chuyền sản xuất tiền chế sợi Aramid đa trục có thể đồng thời thực hiện ngâm tẩm và xếp lớp sợi theo nhiều hướng tại các góc 0°, 90°, ±45° và các góc khác, giảm các công đoạn xếp lớp sản phẩm sau đó và tăng hiệu suất sản xuất 45%. Công nghệ này đặc biệt phù hợp cho việc sản xuất các bộ phận lớn như cánh tuabin gió và thân tàu, đồng thời cải thiện tính chất cơ học tổng thể của sản phẩm.
  
• Nghiên cứu và ứng dụng quy trình xanh: Thúc đẩy quá trình tẩm không dung môi và ứng dụng các loại nhựa gốc sinh học (như nhựa epoxy từ dầu đậu tương), giảm sự phụ thuộc vào nguyên liệu thô từ dầu mỏ, đồng thời giảm phát thải VOC hơn 90%; Phát triển công nghệ phân hủy hóa học và tái chế các sản phẩm nhiệt rắn để nâng tỷ lệ thu hồi sợi aramid lên trên 80%, phù hợp với xu hướng sản xuất xanh và nền kinh tế tuần hoàn.