■資料來源：三菱化學、玻璃纖維專業情報信息網
前言
作為高性能熱塑性塑料的領先製造商，自2014 年以來，三菱化學高新材料公司 (MCAM) 一直在完善其KyronMAX® 平臺。為了響應客戶對機械強度高於長纖維熱塑性塑膠(LFT) 的短纖維熱塑性塑料的需求，研發了KyronMAX 系列的結構熱塑性塑料配混料，這是新一代可射出金屬代替技術。目前，KyronMAX® 聚合物的重量減輕20%，強度增加20-50%，抗拉強度超過60000 psi (414 MPa)， 模量超過630 萬psi (43.5GPa)。
表1：初始型號KyronMAX 物理性能
KyronMAX 特點
KyronMAX 被稱為世界上最堅硬的射出級聚合物，可用於替代結構部件中的鋼材。MCAM 研製的具有60000psi (414Mpa)抗拉強度的材料打破了行業壁壘，能在保持金屬的強度和機械性能的前提下，實現非常複雜的部件的射出工藝。
目前，KyronMAX® 提供一系列最高性能的碳纖維複合材料，是下一代射出成型金屬替代技術的代表。但它還不僅僅是一系列頂尖的工程材料。正如首席創新官Randy White 所解釋的那樣，「KyronMAX 的獨特之處在於，它不僅可用於目前世界上存在的20 多種性能最好的聚合物，而且常常成為一種真正的合作夥伴關係─在這種關係中，我們與每個客戶合作，開發出特別適合其獨特應用的配方。」KyronMAX® 技術平臺目前已形成各種熱塑性塑料，包括PA、低水分PA、PPA、高溫PPA、PC、PPS 和PEEK 等，並正在開發中。
KyronMAX® 平臺結合了設計工程、材料科學和技術，幫助改變原型設計、可持續發展以及材料製造和供應運作的方式。
通過在單一設施內集成多種技術，KyronMAX® 有助於簡化供應鏈，改善流程，創造更具成本效益的解決方案，同時提供卓越的性能和零浪費的報廢回收計劃。「我們擁抱循環經濟，因此我們很自豪能為我們的商業夥伴提供一個閉環供應鏈，將其作為KyronMAX®的工程合作夥伴關係的一部分。這些工作的目的是儘量減少對環境的影響，最大限度地為實現可持續的未來作出貢獻。我們將其稱之為『未來的舒適價值(KAITEKI Value)』。」——首席戰略官Ron Denoo
隨著客戶繼續在市場上尋找最強的可模塑聚合物，KyronMAX® 材料的性能始終優於LFT 聚合物，尤其是在衡量模製件的性能的時候。KyronMAX® 複合材料克服了與LFT化合物相關的所有限制，同時形成更堅固、也更輕便的部件。
表2：常見塑料拉伸強度對照表
表3：材料力學性質與組成
KyronMAX 產線擴張
近日， 三菱化學先進材料(MCAM) 已擴大其KyronMAX 結構熱塑性材料生產線，針對醫療、石油和天然氣、航空航天、汽車和娛樂市場推出了新的樹脂配方。該公司稱，KyronMAX 聚合物融合了MCAM的短碳纖維技術，可生產出用於金屬替代應用中最堅硬的射出級聚合物。
MCAM 技術總監Dave Wilkinson 表示：「雖然一開始我們專注於研究高溫工程熱塑性塑料系列，但現在我們已經將通用聚合物也納入了研究範圍，包括聚丙烯、尼龍和聚碳酸酯。我們希望能給客戶提供廣泛的產品組合，而不是讓他們只在一兩個解決方案中做選擇。」
「我們在不斷提高技術門檻，使我們的客戶在想用聚合物取代金屬時，能有更多選擇，」Wilkinson 解釋說，「此外，我們的材料設計十分人性化，非常方便射出使用。」
Wilkinson 指出，金屬替代，尤其是在汽車零部件中，已經成為原始設備製造商輕量化和可持續發展計劃的一部分。「我們已經研究了使用KyronMAX 聚合物來代替金屬所節省的成本。當材料的重量減輕時，其二氧化碳排放量也會相應減少，因為驅動汽車需要的燃料也減少了。」
MCAM 的北美研發技術中心將原來的四個工廠合併為一個10 萬平方英尺的新廠房。在這個空間內，公司以垂直整合的方式開發尖端材料。「我們把未加工的碳纖維放在一個流水線上，在同一空間內完成所有工作，包括切割、複合、成型和加工。」Wilkinson 說。
圖1：KyronMAX 塑膠顆粒
KyronMAX 的應用
KyronMAX 技術的基礎是短纖維技術，因此聚合物表現出更像金屬的各向同性的本質，並且沒有與LFT 配混料相關的加工和纖維斷裂問題。該技術能夠使模塑的複雜部件具有機械性能和一致性。短纖維技術的一個特點是複雜的部件可以模製成0.038 厘米的壁厚。
目前Kyron® MAX 材料主要為三個系列，分別是KyronMAX S 、Kyron MAX ES 和Kyron MAX XS 系列。以下是此類系列中三種材料的力學性質和主要組成，從中可以看出Kyron MAX S 、Kyron MAX ES 和KyronMAX XS 三個系列材料的強度依次增強。
圖2 與圖3「金屬螺絲」與「金屬輪盤」是由某廠商使用該系列材料射出而成，其強度不比金屬弱。圖4與圖5 是與多家航空航天企業合作，公司使用一種XS系列材料開發了一款基於鈦釘尺寸的6.35 mm 10# 塑料堵頭、塑料管塞，可承載超過317 kg 的載荷，質量只是鈦釘的一半。據說，配合特殊工藝生產出來的產品，可比鋼的拉伸強度還高，超過689 MPa，比鋼減輕了近75％，比鈦減輕約60％。
圖2、圖3：KyronMAX 輪盤產品
結語
隨著塑料產品的需求不斷遞增，響應國家對「以塑代鋼」、「以塑代木」的政策推進，雖然近年來汽車及家電產銷放緩，但汽車輕量化及家電改性塑料使用量增加，其需求市場仍有增長空間。生產商對改性塑料性能要求不斷提高，KyronMAX 作為一支高性能碳纖維複合材料，是實現輕量化的不錯選擇。■
圖4：KyronMAX 管塞產品、圖5：KyronMAX 堵頭產品
參考文獻
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[2].https://www.qichecailiao.com/news/show-26190.html
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[4].https://m.taodocs.com/p-136782967.html
[5].https://www.azom.com/news.aspx?newsID=48758
[6].http://www.quatek.com.cn/cn/product/inproduct/id/794/catid/33.html
