海晶集团碳纤维增强尼龙复合材料技术成果获评“国内领先”

近日，海晶集团所属第四分公司《超高模量碳纤维增强尼龙复合材料在骑行装备上的应用研究》项目，成功通过天津市科技成果鉴定，其技术水平被专家组一致评定为“国内领先”。

该成果聚焦解决骑行装备材料的关键性能需求。项目创新性地以聚酰胺6、聚酰胺66及其共混物为基体，通过双螺杆挤出工艺，将碳纤维、增韧剂、色母等与聚酰胺基体进行共混改性。改性后的复合材料以碳纤维作为核心增强骨架，显著提升了材料的高弯曲模量，有效优化了骑行鞋底的力学传导效率，所制备的骑行鞋底材料不仅具备优异的耐弯曲疲劳性能和抗断裂性，同时满足了骑行运动对鞋底功能性（如高效力量传递）与穿着舒适度的双重高标准要求。

此项成果是第四分公司持续深化科技创新、针对市场痛点和需求加大研发投入的又一重要突破。未来，该公司将紧密围绕市场需求，在尼龙6、尼龙改性以及BOPA薄膜等核心产业链环节持续深化创新研发，加速推动科技成果转化与产业化进程。同时，公司将持续强化知识产权保护意识，积极布局高质量专利，为不断提升产品技术竞争力与市场领导地位构筑坚实保障。

该技术的成功研发与鉴定，不仅为高端骑行装备提供了性能优异的材料解决方案，也标志着公司在高性能聚合物复合材料领域的技术实力达到行业前沿水平，为相关产业的技术升级与市场拓展奠定了坚实基础。

碳纤维增强尼龙复合材料

碳纤维增强尼龙复合材料（Carbon Fiber Reinforced Nylon，简称 CFRN）是一种以尼龙（聚酰胺，PA）为基体，以碳纤维为增强相的高性能复合材料。它结合了碳纤维的高强度、高模量和尼龙的易加工性、耐化学性，在轻量化、高性能材料领域具有广泛应用，是目前工程塑料增强改性中最具代表性的材料之一。

一、材料组成与增强机理

1、基体：尼龙（PA）

尼龙是一种热塑性工程塑料，具有优异的力学性能（韧性、抗冲击性）、耐油性、耐磨性和易加工性（可注塑、挤出成型），常见种类包括 PA6、PA66、PA12 等。作为基体，尼龙的作用是包裹碳纤维、传递应力，并赋予复合材料一定的韧性和成型性。

2、增强相：碳纤维（CF）

碳纤维是由有机纤维（如聚丙烯腈基 PAN）经高温碳化制成的无机纤维，具有高强度（拉伸强度 2-7GPa）、高模量（200-600GPa）、低密度（1.7-2.0g/cm³） 等特性，是目前综合性能最优的增强材料之一。其作用是承担主要载荷，大幅提升复合材料的强度和刚性。

3、增强机理

碳纤维与尼龙通过界面结合形成 “协同作用”：受力时，尼龙基体将外力传递至碳纤维，碳纤维凭借高力学性能承担大部分载荷，从而使复合材料的强度、刚性远高于纯尼龙；同时，尼龙基体可缓冲应力集中，避免碳纤维因脆性断裂失效。

二、主要应用领域

碳纤维增强尼龙复合材料凭借 “高强度、轻量化、易加工” 的特性，在多个工业领域替代传统金属或纯塑料：

1、汽车工业：结构件：车门框架、底盘支架、传动轴（减重 30%-50%，提升燃油效率）；功能件：发动机舱内的油底壳、进气歧管（耐油、耐高温，替代铝合金）；内饰件：仪表盘骨架、座椅支架（兼顾强度与轻量化）。

2、航空航天与无人机：无人机机身、机翼（减重提升续航，刚性保证气动稳定性）；航空座椅框架、机舱内饰件（满足轻量化和阻燃要求）。

3、电子与医疗器械：电子设备外壳（如笔记本电脑、无人机控制器）：刚性好、抗摔，且电磁屏蔽性可通过改性优化；医疗器械部件（如手术器械支架、轮椅框架）：轻量化便于操作，耐消毒试剂腐蚀。

4、工业机械：传动部件（如齿轮、轴承座）：耐疲劳、耐磨，寿命优于纯尼龙；精密仪器结构件：尺寸稳定性好，适合高精度设备。