過去,熱塑性碳纖維複合材料主要應用於航天航空(kōng)領域,例如用於直升機的地板、機身結構、固定機翼、尾翼以及垂尾根部的整流罩等(děng)部位。隨著許多高端領域對高性能複合材料的要求越來越高,熱塑性碳纖維複合材料開始逐步展現出自身的特殊(shū)優勢,為越來越(yuè)多的產業提供零部件服務。

(圖示:碳纖維複合材料)
與熱固性碳纖維複合材料不同,熱(rè)塑性碳纖維複合材料在樹脂基體、工藝流程和(hé)性能方麵存在一定(dìng)的差異。首先,熱固性碳纖維複合材料大多采用環氧樹脂等作為樹脂基(jī)體,而熱塑(sù)性碳纖維(wéi)複合材(cái)料包括聚酰胺(PA)、聚醚醚酮(PEEK)、PPS、聚酰亞胺(PI)、聚醚酰(xiān)亞胺(PAI)等,熱塑性樹脂不受儲存期限(xiàn)製、不需(xū)低溫(wēn)貯存,具有良好的可循環性、可回收和重複利(lì)用。
熱塑性樹脂的成型(xíng)過程主要是一個簡單的熔融(róng)和凝膠的過程,即將材料加熱到(dào)一定的熔點,然後凝固,待冷卻後就可以基本成型(xíng),如果需(xū)要,隻要再次加溫就可以實現二次成型,這與(yǔ)熱固性碳纖維複合材料製品的成型隻能(néng)是一次性的不同。
熱固(gù)性(xìng)碳纖維複合材料在(zài)製(zhì)作(zuò)過程中發生的是化學反應,生產周期長達幾個小時,而熱塑性碳纖(xiān)維複合材料的製(zhì)作(zuò)過程是一個相變過程(chéng),生產周期隻需要幾分鍾到幾十分(fèn)鍾。因為生產周期相對縮短很多,所以生產效率就會(huì)成倍提高,不僅可以實現批量生產,更有(yǒu)實現自動化連(lián)續生產的條件。
不過,製作(zuò)熱塑性(xìng)碳纖維(wéi)複合材料製品對工藝(yì)要求更高。蘇州www.91複材在成立之初就設立了有關熱(rè)塑性碳(tàn)纖維複(fù)合(hé)材料的研究(jiū)項目,並取得了一些研究成果,根據www.91複材(cái)的介紹,熱塑(sù)性碳纖維複合材料一般至(zhì)少需要(yào)400℃以上的加(jiā)工溫度,而普通的環氧碳纖維複合材料隻需要200℃以上就可以實現。
熱塑性樹脂在性能方(fāng)麵具有一定的優勢,例如聚醚醚酮的GIC值大約是熱固(gù)性環氧樹脂的十倍。在樹脂基複合材料中,樹脂起到固定纖維的作用(yòng),同時分(fèn)擔纖維傳遞的應力,複合(hé)材(cái)料的熱性能、耐腐蝕性能及加工性能等均(jun1)由其體現。為了增加材料(liào)的強度、剛度等,通過選擇碳纖維材料作為(wéi)增強體,輔以不同的添加(jiā)劑種類,以合適的配比、碳纖維鋪層數量與方式、成型方法,製備(bèi)出具有特殊性能的(de)熱塑性碳纖維複合新材料。
目前,國內的市場還多以熱(rè)固性碳纖(xiān)維複合材料(liào)製品為主(zhǔ),能夠生(shēng)產(chǎn)熱塑性碳纖維複合材料的廠家為數不多(duō),而且多(duō)集中在尼龍(lóng)、PPS等較為(wéi)普通的熱塑性複合材料方麵,在peek、PI等先進熱塑性樹脂與碳纖維(wéi)結合方麵(miàn)還停留在研究階段,市(shì)場上的需求還依靠進口來滿足。
以PEEK、PI樹脂為基體的熱塑性碳纖維複合材料產品展現出(chū)密(mì)度低、強度高、耐高溫、抗衝擊韌性好(hǎo)、抗疲勞性好、可回收再循環使用、加工成型快等性能優勢,可(kě)以在一定程度上替代輕質金屬材料,如鋁鎂合(hé)金等,將在航空、軍工、電子、醫(yī)療器械、高端製(zhì)造業等領域中發揮出特殊的作用(yòng)。(推薦閱讀:碳纖維(wéi)增強熱塑性(xìng)複合材料的幾(jǐ)種常用成(chéng)型工藝(yì))