3種未來可期的熱塑性碳纖維復合材料

    接觸過碳纖維材料的人，可能聽說過熱固和熱塑這2個詞，其實這是關于碳纖維復合材料當下和未來的2個重要名詞。熱固性碳纖維是當下最流行也是使用最廣的一個分類，而熱塑性碳纖維復合材料則是科學家正在極力研究并希望有所突破的一個分類。

 
    什么是熱塑性碳纖維復合材料？
 
    其實熱固和熱塑碳纖維這2個詞，是根據(jù)碳纖維復合材料中樹脂本身的分類而定義的。樹脂材料作為碳纖維復合材料的基體，是將碳纖維原絲形成穩(wěn)固形態(tài)的關鍵，而樹脂本身有熱固性和熱塑性之分，對應的也就是熱固性和熱塑性碳纖維復合材料。
 
    熱固性碳纖維復合材料所有的樹脂有環(huán)氧樹脂、雙馬來酰胺樹脂、聚酰胺樹脂等，他們的特性就是一旦高溫加熱固化成型后，外形狀態(tài)就固定了，無法像熱塑性樹脂一樣具有二次加工的能力。這是熱固性樹脂的一個缺陷，科學家們希望通過深入研究，用熱塑性樹脂來彌補。

    常用的3種熱塑性樹脂基體
 
    1、熱塑性TPI（聚酰亞胺）：聚酰亞胺樹脂有熱固和熱塑之分，熱塑性TPI是性能更高的一個分支，不僅保留了傳統(tǒng)熱固性聚酰亞胺的高強度、耐高溫、耐化學腐蝕、介電性好、抗輻射等特性，而且在韌性和熱加工成型方面更具有突出優(yōu)勢。熱塑性碳纖維聚酰亞胺復合材料具有出色的耐熱性能和機械性能，可以成為更高等級的耐磨損、耐腐蝕的高性能材料。
 
    2、PPS（聚苯硫醚）：PPS是工業(yè)材料領域里較為出色的一種熱塑性樹脂，眾多工業(yè)行業(yè)都有它的身影。PPS在力學性能、耐腐蝕性、自阻燃性等方面都表現(xiàn)優(yōu)異，是制備高性能復合材料不錯的基體材料。熱塑性碳纖維聚苯硫醚復合材料的各項力學性能也受到碳纖維的加持，得到了很大程度的提高，耐高溫能力和機械性能同樣非常出色。實驗證明，在高達100℃的溫差條件下，連續(xù)性碳纖維增強PPS復合材料板的ILSS仍能呈現(xiàn)出較好的穩(wěn)定性。
 
    3、PEEK（聚醚醚酮）：PEEK樹脂的知名度同樣很高，而且往往與醫(yī)療領域相關。PEEK剛性高、尺寸穩(wěn)定性好、線膨脹系數(shù)小、能承受極大的應力，不會因時間的延長而產(chǎn)生明顯的延伸，而且其密度小，加工性能好，而且耐高溫能力更加出眾，是未來熱塑性碳纖維復合材料中綜合性能更好的一種。之所以PEEK能在醫(yī)療領域得到重用，還與它的生物相容性好有關，熱塑性碳纖維聚醚醚酮復合材料還有望在未來醫(yī)療中起到更大的作用。
 
    以上的3種熱塑性樹脂材料與碳纖維材料的融合難度都比較大，尤其是PEEK樹脂。性能越完美，生產(chǎn)難度就越大，這是熱塑性碳纖維復合材料研究中的最難被攻克的問題。世上無難事，只要肯攀登，總有一天，這些問題都會被克服的。
 
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