揭秘东丽公司碳纤维型号与树脂牌号的应用

摘 要

日本东丽公司是全球PAN基碳纤维领先制造商和销售商，其领先不仅在于多样化的碳纤维产品，而且拥有与不同型号碳纤维相匹配的树脂体系。

本文将以东丽公司发布材料为蓝本，详细介绍东丽公司碳纤维应用，如航空用、工业用碳纤维型号和丝束规格等，同时针对与高性能碳纤维匹配的树脂体系进行介绍。

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日本东丽公司的碳纤维型号应用

上世纪70年代初，日本东丽T300碳纤维研发成功并商品化后率先开展航空领域应用研究，目前航空级T300碳纤维丝束规格从1k-12k。

随后随着东丽碳纤维性能提升，T700、T800等相继研发成功，逐渐取代T300在航空领域逐渐获得应用，丝束主要规格如图1所示。

图1 东丽公司航空级碳纤维型号与规格

从表1东丽公司碳纤维在波音飞机上应用，可以详细了解不同型号碳纤维在飞机结构中应用及使用比例。在1995年波音777飞机中采用的T800H型碳纤维，而到了2008年B787时已经大量采用T800S。

表1 东丽公司不同型号碳纤维在波音飞机应用

T800S与T800H力学性能差异不大，前者强度5880MPa，后者5490MPa，但两者生产工艺不同，前者干喷湿纺因此成本相对较低，因此在B787中用量达到35吨，若采用T800H成本势必高出很多。

东丽公司工业级碳纤维应用以T600S、T700s（图2）尤其是T700S为最广泛，而且纤维丝束规格在12k及以上。

图2 东丽公司工业级碳纤维型号与规格

通过图1、图2对比发现，无论是航空级碳纤维，还是工业级碳纤维，纤维丝束规格均是以12k及以上为主，之所以选择12k及以上规格主要是价格驱动。

根据日本东丽公司提供相关数据（表2），其旗下某型号碳纤维3k规格产品的成本为50-70美元/kg，6k规格产品的为40-50美元/kg，但当产品为12k规格碳纤维时，其成本可下降到不足30美元/kg。

表2 不同丝束规格碳纤维生产成本（来源：Toray）