篇首语：光阴似箭，时光荏苒！不知不觉间，又是一年年末至！截止2022年12月27日，2022年本公众号累计发文397篇，其中原创文章389篇，累计原创文章1439篇，年度累计阅读次数突破35万+，为读者提供了专业领域知识和最新国内外资讯。一路走来，感谢大家的关注与支持！
在年末将至时，小编汇总了2022年度全球碳纤维及其复合材料领域重要进展以飨读者，希望多多支持！本期主要以全球碳纤维龙头企业——日本东丽公司为主题，介绍了2022年日本东丽公司在碳纤维及其复合材料领域的主要进展。
东丽利用UD单向胶带开发出多种材料结构的新分析技术
2022年1月，日本东丽公司通过官方网站发布信息：公司已经开发了一种新的分析技术，主要用于分析由UD胶带（单向连续纤维增强胶带）和注塑材料组成的多材料结构。这一突破能够更精确地预测由多种材料组成的部件的性能，并更快地开发高性能部件。
UD胶带是一种呈胶带状的中间基材，它是通过将碳纤维等增强纤维以单向排列形式嵌入到聚酰胺6和聚苯硫醚等热塑性树脂中制备而成。连续纤维提供了优异的刚度和强度，并能与其他热塑性塑料进行焊接。
利用这些特性，并在注塑产品中优化UD胶带的排列，可以创建多材料结构，并可最大限度地减轻重量，同时降低成本。但是多材料结构也有一定的缺点，比如在注塑制品上铺设UD胶带很难准确分析强度和冲击性能，这些性能对多材料结构至关重要。
因此，东丽公司开始着手研发新的分析技术，通过采用改进3D TIMON®技术准确反映材料之间的接合强度和材料断裂行为。子公司Toray Engineering D Solutions Co., Ltd.开发了三维注塑计算机辅助工程系统TIMON。更多资讯可以延伸阅读《日本东丽公司利用UD单向胶带开发出多种材料结构的新分析技术》。
东丽投资建设国内第一家电转氢公司
2月28日，日本东丽公司网站发布资讯，为了进一步发展迄今为止培育的 P2G（Power to Gas）系统的开发成果，共同致力于实现碳中和，日本山梨县、东京电力控股株式会社（简称“东京电力HD”）以及东丽株式会社（简称“东丽”）在日本设立了国内首家P2G业务公司“山梨氢能公司”（Yamanashi Hydrogen Company，简称“YHC”）。
P2G系统可带来系列化领域应用
YHC公司注册资金为2亿日元，其中山梨县占股50%，而东京电力HD和东丽集团分别占股25%。YHC公司主要致力于氢气的生产、供应、销售以及能源服务相关事业，氢气的储存、运输相关的技术开发及示范业务，以及氢气使用的普及和相关业务的扩展等。另外，正式的业务预计从2022年4月开始全面运营。
以YHC为中心，山梨县、东京电力HD及东丽将继续合作，通过进一步的技术开发，加速 P2G 系统的实际应用，并通过在国内和国际上扩展系统本身，促进燃料的非化石化和电气化，为实现碳中和积极地做出贡献。更多资讯可以延伸阅读《日本东丽公司投资建立国内第一家电转氢P2G公司》。
东丽子公司碳纤维/热塑性复合材料回收件在飞机上实现应用
3月18日，来自东丽子公司Toray Advanced Composites（TAC）公司网站发布最新资讯全球首个由完全回收的碳纤维增强聚苯硫醚（PPS）热塑性复合材料制造的旋翼机检修面板成功用于飞机并实现了首飞。
该复合材料结构件是一个用于实验旋翼机的检修面板，它是通过使用回收的Toray Cetex®TC1100连续碳纤维增强PPS热塑性复合材料制造而成，该材料经过创新的两步回收工艺，形成挤压“面团”，然后通过进一步的压缩成型加工为最终部件，该结构件还同时实现了高机械性能。
检修面板具有模制加劲肋、可变厚度和带凸台的模制孔，以确保零件具有飞行所需的强度。这些特点还意味着该部件易于安装在飞机上，同时保持必要的强度。更多资讯可以延伸阅读《全球首个由完全回收碳纤维增强热塑性复合材料制造的结构件在飞机上实现应用》。
东丽纳米工程塑料增韧技术获日本化学学会技术奖
3月30日，日本东丽公司宣布获得了由日本化学学会颁发的2021年化学技术奖。这是对该公司通过旋节线分解开发和商业化聚对苯二甲酸丁二醇酯和聚碳酸酯共连续高性能纳米合金的突出潜力和社会意义的认可。
用于提高乘客安全性的减震部件
通过该技术混合聚对苯二甲酸丁二醇酯和聚碳酸酯，可以通过精确的纳米合金结构控制和吸收汽车碰撞中的能量，显著提高工程塑料的韧性，从而提高汽车安全性。
东丽利用其专有的纳米合金Nanoalloy™聚对苯二甲酸丁二醇酯和聚碳酸酯混合物的纳米技术来应对这一挑战™。它利用旋节线分解（当状态变为平衡时，旋节线分解是一种相分离模式，通过这种机制形成的微结构通常具有周期性结构，称为调制结构）成为世界上第一个精确控制两种聚合物的连续纳米合金结构的公司。因此，该公司的混合物可以吸收相当于以每小时36公里的速度碰撞的能量，这将损坏传统合金材料。现在，它通常用于增强乘客保护的减震部件中。更多资讯可以延伸阅读《东丽基于纳米合金工程塑料增韧技术获得日本化学学会技术奖》。
东丽研发出可黏合PPS和PA的黏合材料
5月25日，东丽公司与总部位于东京都新宿区的Polypla Ebonic Co.,Ltd.（简称Polypla Ebonic）共同开发出一种可以粘合聚酰胺树脂（PA）和聚苯硫醚树脂（PPS）的粘合材料；并且通过内层使用东丽公司的 PPS Trerina®、外层使用Polypla Ebonic的 PA12 Diamide®开发了一种冷却管道的多层树脂管结构。
内层为东丽PPS Trerina®、外层为Polypla Ebonic的 PA12 Diamide®，中间为东丽研发的粘合材料
此次开发的树脂管与以往的多层树脂管相比，耐热性优异，可在130℃左右的高温环境下使用。此外，还具有冷却水离子溶出少的特点。公司的目标是将其扩展到包括汽车和工业机械在内的一般冷却管道。更多资讯可以延伸阅读《日本东丽研发出可粘合PPS和PA的粘合材料，并开发出汽车冷却管道用多层树脂管》。
东丽研发出离子导电聚合物薄膜
6月1日，日本东丽公司官网对外宣布该公司已经成功开发出用于空气电池（的离子导电聚合物薄膜。通过将这种聚合物薄膜应用于锂空气电池的隔膜，可以提高安全性并延长电池的使用寿命，从而有助于扩大电动汽车（EV）、工业无人机、UAM的续航里程等。
在二次电池中，尤其是正极使用空气电极、负极使用金属锂的锂空气电池，不但重量轻，而且理论重量能量密度是传统锂离子电池10倍以上，因此备受关注。
但如果在该锂空气电池中使用作为一般隔膜的微多孔薄膜，在反复充放电时，当正极和负极所使用的两种不同的电解液混合，存在电池容易劣化等问题。另外，充电时锂枝晶析出成长，击穿隔膜，正极和负极短路，也存在安全性下降等隐患。
针对上述背景，东丽公司通过充分利用长年培育的高耐热芳族聚酰胺聚合物的分子设计技术，设计了具有锂离子跳跃特性的新型聚合物，通过在其上与锂盐复合，可以在无孔的情况下获得能够具有3×10-5S/cm高离子传导性的离子传导聚合物膜。由于该产品没有气孔，因此原则上可以实现电解液分离和锂枝晶抑制两种类型。更多资讯可延伸阅读《日本东丽成功研发出用于空气电池的离子导电聚合物薄膜》。
东丽大丝束碳纤维新增3600吨产能
日本东丽公司是全球PAN基碳纤维的顶级制造商，无论是从碳纤维产能，亦或是碳纤维产品质量上，一直引领着全球PAN基碳纤维的发展，在本公众号前期文章《一文了解日本东丽公司全球碳纤维的生产基地分布及生产能力（2021年最新版）》（阅读原文）统计了截止2021年3月，日本东丽公司（包括收购的Zoltek）在全球碳纤维生产基地和生产能力。
本文根据东丽公司官网提供数据，介绍了截止2022年3月东丽公司最新的全球碳纤维产能及其分布情况，其中最主要的一个变化是东丽子公司Zoltek位于匈牙利和墨西哥的大丝束碳纤维生产产能由2021年3月的2,61万吨/年提高到如今的2.9万吨/年。更多资讯可延伸阅读《大丝束碳纤维新增3600吨产能，一文了解日本东丽全球碳纤维的生产基地分布及生产能力（2022年最新版）》
东丽子公司参与民间探月工程
7月20日，东丽官网宣布总部位于日本滋贺县米原市的Toray Carbon Magic Co., Ltd.（东丽碳魔法株式会社）将参与由ispace株式会社进行的民间探月计划「HAKUTO-R」。
东丽碳魔法将其通过赛车开发培育的轻量化技术、一体化成形技术应用于在与赛车相同的极限环境条件下飞行的月球着陆器和月球漫游车等宇宙探测器开发，并将为ispace的民间月球探月计划“HAKUTO-R”提供CFRP机体和零件。
HAKUTO-R是ispace进行的民间探月计划，在该计划中，将开发自己的着陆器（登月器）和漫游车（探月车），进行登月和探月两次任务。使用SpaceX的Falcon9分别在2022年、2024年进行登月任务。该计划将对月球信息获取和地球-月球运输服务建设进行技术验证。更多资讯可延伸阅读《超轻碳纤维复合材料荣获尖端技术奖、参与民间探月工程，一文盘点日本东丽最新进展情况》。
东丽碳魔法在赛车零件的开发制造中，逐步培养出碳纤维复合材料的设计、制造技术力、高度的生产技术等。2013年，成为全球碳纤维复合材料最大制造商——东丽集团的一员，迄今为止，公司将靠自己的力量构筑起来的设计加工技术和东丽培育的碳纤维复合技术巧妙地融合在一起，创造出了众多具有新价值的高性能、高功能产品。
东丽为本土电动飞机制造商提供CFRP
总部位于日本爱知县丰田市的SkyDrive公司，成立于2018年7月，是一家致力于飞行汽车和货运无人机研发的初创型公司。根据7月18日公司官方网站提供的信息，这家eVTOL（电动垂直起降 ，electric vertical takeoff and landing）飞机制造商选择了日本东丽旗下的Toray Carbon Magic（简称TCM）为其SD-05电动飞行车的结构开发先进的碳纤维增强塑料（CFRP）。
SD-03单座飞行汽车
SkyDrive公司的SD-05是一款全电动双座飞行车，这家初创公司正在寻求型号认证。日本民航局（JCAB）于今年5月批准了SD-05的型号认证依据，SkyDrive计划在2025年前让SD-05在日本大阪湾区投入使用。开发两座 SD-05 最重要的因素是减轻车辆的重量。TCM 公司的设计、制造技术和装备在实现这一目标方面非常有效，双方一直在讨论并在飞行汽车原型设计时采用轻质高强的 CFRP 结构。
CFRP是一种使用碳纤维作为增强体的树脂基复合材料，除了具有高刚性和高强度外，碳纤维还具有导电性、耐热性、低热膨胀系数、自润滑性和X射线渗透性等特点。通过利用这些特点，有望使产品更轻、更大、更节能，并广泛应用于各种应用中。更多资讯可以延伸阅读《东丽将为日本本土电动飞行汽车制造商提供用于结构开发的碳纤维增强塑料》。
东丽推出基于树脂材料数据库的智能选择方案
9月26日，日本东丽公司宣布将在本财年下半年推出一项数字化服务，它可以利用人工智能（AI）来预测树脂产品的物理性能数据。这项数字化服务将会使用材料信息学技术，该技术通过应用统计分析和人工智能来简化材料开发，并利用数据库。有了该项服务后，将会帮助客户进行树脂材料的快速优化选择并缩短开发周期。
东丽公司通过将该系统整合到客户和其他外部方的数据库中，并开发了树脂材料数据库；在具体实施过程中，客户只需要在系统中输入他们需要的属性，就可以了解当前提供、开发和计划产品的属性和可用性。更多资讯可延伸阅读《日本东丽推出基于树脂材料数据库的人工智能预测与筛选，以加速推进产品的开发》。
东丽美国公司扩大T1100碳纤维产能
10月6日，全球领先的碳纤维和先进复合材料制造商——东丽复合材料美国公司（Toray Composite Materials America Inc.，TCMA）宣布对其位于美国阿拉巴马州迪凯特的碳纤维工厂进行重大升级。
总额为1500万美元的投资将使高性能TORAYCA™ T1100型碳纤维的生产能力翻一番，并增加临界冗余。升级计划于2023年4月开始，同年9月完成。
位于美国阿拉巴马州迪凯特的碳纤维工程俯视图
此次升级是为了应对美国日益增长的国防应用需求，显著提高了Torayca T1100下一代中间模量+碳纤维的可用性并缩短了交付周期。更多资讯可延伸阅读《重磅来袭！东丽美国复合材料公司扩大T1100碳纤维规模，产能有望实现翻番》。
东丽欧洲公司提出扩产计划
11月30日，日本东丽欧洲子公司——东丽碳纤维欧洲公司（Toray CarbonFibersEurope，Toray-CFE）宣布已决定投资约1亿欧元，在其位于法国西南部的工厂建设一条新的生产线。这项投资将使该公司能够满足法国和其他欧洲国家对高性能碳纤维日益增长的需求。
新生产线将能够生产一系列碳纤维，其中包括高模量（HM）碳纤维，该系列高性能碳纤维可以提供高机械性能，非常适合可再生能源、核电和航空航天等高科技行业的要求。建设工作将于2023年下半年开始，预计将于2025年底开始生产。这项投资将提供多达1000吨的额外产能，还将为该工厂创造约50个新工作岗位。更多资讯可延伸阅读《日本东丽欧洲分公司的碳纤维扩产计划成疑，盘点Toray-CFE公司碳纤维扩产历程》。
东丽研发出环保型聚酰亚胺涂料
12月14日，日本东丽工业公司（Toray Industries，Inc.）官网宣布，已开发出新款PHOTONEECE®光敏聚酰亚胺涂层材料。光敏聚酰亚胺在光照射下改变其在碱性水溶液或有机溶剂显影溶液中的溶解度，并可通过显影过程形成图案。
这种改性材料采用了不含N-甲基-2-吡咯烷酮（NMP）的技术，可以降低该有机化合物对环境的潜在影响。目前东丽公司已为这种新产品建立了大规模生产系统，并将推出全面的销售，主要用于功率半导体应用。更多资讯可延伸阅读《日本东丽开发出新款环保型光敏聚酰亚胺涂料，可用于功能半导体器件的热防护》。
原文始发于微信公众号（碳纤维及其复合材料技术）：【年度聚焦】2022年全球碳纤维及其复合材料技术领域重要进展——日本东丽年度进展
