最早在2018年11月19日，东丽公司对外宣布开发出TORAYCA®M40X型碳纤维，实现了更高的拉伸强度和拉伸模量。
关于M40X型碳纤维
一般来说，模量350GPa或更高称为高模量碳纤维。与以往产品相比，新型碳纤维在保持不易变形（弹性模量）的同时成功提高强度。碳纤维难以兼顾强度和弹性模量，这成为开发的焦点之一。有分析认为，这是世界范围内首次以这一水平量产兼顾2个功能的碳纤维。
报道称：当时公布的M40X碳纤维的弹性模量为377GPa，加工为束状时的拉伸强度为5.7 GPa。其实这个新型碳纤维是在M40JB基础上，强度提成30%（拉伸强度提高到了T800级碳纤维的水平），模量保持不变。
是如何突破的？
2014年3月，东丽宣布研制成功的T1100G碳纤维。东丽利用传统的PAN溶液纺丝技术，精细控制碳化过程，在纳米尺度上改善碳纤维的微结构，对碳化后纤维中石墨微晶取向、微晶尺寸、缺陷等进行控制，从而使强度和弹性模量都得到大幅提升。T1100G的拉伸强度6.6GPa，比T800提高12%（在日本东丽官网最新的说明书中，T1100G强度已修改为7.0GPa）；弹性模量324GPa，提高10%。
M40X碳纤维，日本东丽以纳米为单位控制纤维的内部结构，同时让细小的碳结晶朝相同方向整齐排列。M40X与现有产品保持了同等弹性模量，同时提高了强度。
在随后一段时间内以及东丽公司最新的碳纤维产品目录中，一直没有关于M40X碳纤维的更多信息,当时东丽每年会生产一次M40X碳纤维，且每次产量大概约为2吨左右。限量生产的碳纤维大多专门提供给日本东丽下属预浸料生产公司，并与公司纳米合金树脂基体进行匹配，该纤维由于具有优异的性能，因此在各种领域中均可显著降低零部件的重量。除了产品自主使用以外，全球知名的自行车生产公司Canyon是全球唯一一家公开使用Toray M40X碳纤维的企业，由于M40X碳纤维兼具高强度、高刚度，因此Canyon公司通过将其应用于Ultimate CFR车架中，使得重量降低到641克。
拉伸强度正式下调至5.5GPa
而根据东丽官网于今年1月公布的M46X型碳纤维技术突破时，对M40X碳纤维性能进行了调整，碳纤维拉伸强度已由此前的5.7 GPa下调至5.5 GPa，而拉伸模量则保持不变、依然为377 GPa，此外，该型碳纤维断裂伸长率为1.5%、体密度为1.79 g/cm³。
随后，东丽官网在对M40X碳纤维产品进行介绍时，正式将其强度定为5.5GPa，而且指出由于M40X碳纤维同时实现了高强度和高刚度，因此有望提高高尔夫球杆、钓鱼竿和自行车等运动器材的性能：
高尔夫球杆：更轻的重量=将多余的重量用于优化平衡，提高稳定性和飞行距离
钓鱼竿：更轻的重量，更高的刚性=更高的灵敏度，更长的抛投能力，更容易钓鱼
自行车：更轻的重量，更高的刚性=减少脚踏时的功率损失
高尔夫球杆应用：023年12月，Graphite Design公司推出了限量“TOUR AD DI HIGH MODULUS RELOADED”型超高弹性模量高尔夫球杆。这款高尔夫球杆最为神奇的地方在于，它不但使用了Torayca® T1100G型碳纤维作为偏压件，此外，通过在其前端使用了Torayca® M40X型碳纤维，实现了低自旋、扭转少的优势。
钓鱼竿应用：在今年1月底，中国台湾钓鱼竿制造商溪谷猎人推出的限量版LIMITED CASTING钓鱼竿中，使用了高弹性模量M40X碳纤维，大幅升了弹性，在饵的震动与操作上能够更有效的发挥拟饵的动作，并且提升了感度，能在鱼的咬饵瞬间将感觉传回给钓手，在第一时间扬竿，提高命中率。
根据该公司介绍，M40X碳纤维作为最新款碳纤维，在保持高弹性（40t）的同时，纤维强度提高了约30% ，结合创新的基体树脂技术“Nanoalloy®技术”，拉伸强度、压缩强度、抗冲击性较传统40t 碳纤维大幅提升，实现了理想的刚性设计和产品轻量化，同时实现了高强度和高弹性的特点，让钓竿在保有一定的弹性下有着高拉伸和抗冲击力且更加轻盈。
根据小编预测，随着M40X碳纤维拉伸强度调整、断裂伸长率等更多性能指标的公布，以及在高尔夫球杆、钓鱼竿等众多产品中实现应用，该款产品有可能很快进入商品化生产阶段。
日本东丽将其碳纤维产品划分为三代产品
不难发现，日本东丽公司也是将其碳纤维产品划分为三代产品，在产品划分时不但有明确的时间节点，而且有产品类别和丝束规格，具体三代产品如下：
第一代：1970年代，碳纤维实现工业生产的初期，纤维丝束规格为3k-6k，代表性产品包括：T300、M30、M40、M46、M50等级别碳纤维；
第二代：1980-2000年代，碳纤维实现高强度、高模量化，并具有高生产率，纤维丝束规格6k-24k，代表性产品包括：T700S、T800H、T800S、T1000、M30S、M35J、M40J、M46J、M50J、M55J、M60J、M65J（技术突破但未商品化）、M70J（技术突破但未商品化）等级别碳纤维。
第三代：2010-如今，碳纤维进一步高强度、高模量化，纤维丝束规格≥12k，代表性产品为拉伸强度7GPa的T1100G和超高强度、高弹性模量MX系列。
文章来源： 钱鑫博士，复材网
原文链接：https://www.xianjichina.com/special/detail_545612.html
来源：贤集网
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