過去,熱塑(sù)性碳纖維複合材料主要應(yīng)用於航天(tiān)航空領域,例如用於直升機的地板(bǎn)、機身結構、固定機翼、尾翼以及垂(chuí)尾根部的整流罩等部位。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(xìng)碳纖維複合材料開始逐(zhú)步展現出自身的特殊優(yōu)勢,為越來越多的產業(yè)提供(gòng)零部件(jiàn)服務。

(圖示:碳纖維複合材料)
與熱固性碳纖維複合材料不同(tóng),熱塑性碳纖維複合材料在樹脂基體、工藝流程和性能(néng)方麵存在一定的差異(yì)。首先,熱固性(xìng)碳纖(xiān)維複合材料大多采用(yòng)環氧樹脂等作為樹脂基體,而熱塑(sù)性(xìng)碳纖維複合材料包括聚酰胺(PA)、聚醚醚酮(PEEK)、PPS、聚酰亞胺(PI)、聚醚酰亞胺(PAI)等,熱塑性樹脂不受儲存(cún)期限製、不(bú)需低溫貯存,具有良(liáng)好的可循環性、可回收和重複利(lì)用。
熱塑性樹脂的成(chéng)型過程主(zhǔ)要是一個(gè)簡單的熔融和凝(níng)膠(jiāo)的過程(chéng),即將材料加熱到一定的熔點,然(rán)後凝(níng)固,待冷(lěng)卻後就可以基本成型,如果需要,隻要再次(cì)加溫(wēn)就可以實現二次成型,這與熱固性碳纖維複合材料製品(pǐn)的成型(xíng)隻能是一次性的不同。
熱固性碳纖維複合材料在製作過程中發生的是化學反應,生產周期長達幾個小時,而熱塑性碳纖維複合材料(liào)的製(zhì)作過程是一個(gè)相變過程,生產(chǎn)周期隻需要幾分鍾到幾十分鍾。因為生產周期相對縮短很多,所以生產效率就會成倍提高,不僅可以實現批量生產,更有實現自動化連續生產(chǎn)的條件。
不過,製作熱(rè)塑性(xìng)碳纖維複合材料製品對工藝要求更高。蘇州熟女av网址複(fù)材(cái)在成(chéng)立之初就設立了有關熱塑性碳纖維複合材料的研究項目,並取得了一(yī)些研究成(chéng)果,根據挪(nuó)恩複材的介紹,熱塑性碳纖維複合材料(liào)一般至少需要400℃以上的加工溫度,而普通的環氧(yǎng)碳纖維複合材料隻需要200℃以上(shàng)就可以實現。
熱塑性樹脂(zhī)在性能方麵(miàn)具(jù)有一定的優勢,例如聚醚醚酮的GIC值(zhí)大約是熱(rè)固性環(huán)氧樹脂的十倍。在樹脂基複合材料中(zhōng),樹脂起(qǐ)到固定纖維的作用,同(tóng)時分擔纖維(wéi)傳遞的應力,複合材料的熱性能、耐腐蝕性能及加工性能等(děng)均由其體現。為了增加材料的強度、剛度等,通過選擇碳纖維材料作為增強(qiáng)體,輔以不同的(de)添加劑種(zhǒng)類,以合適的配比、碳纖維鋪層數量與方式、成型方法,製備出具有特殊性能的熱塑性碳纖維複合(hé)新材料。
目前,國內的市場(chǎng)還多以熱固(gù)性碳纖維複合材料製品為主,能夠生產熱塑性碳纖維複合材料的廠家(jiā)為數不(bú)多,而(ér)且多集中在尼龍、PPS等較為普通的熱塑性複合材料方麵,在peek、PI等先進熱塑性樹(shù)脂與碳纖維結合方麵還停留在研究階段,市場上的需求還依(yī)靠進(jìn)口(kǒu)來滿足。
以PEEK、PI樹脂為基體的熱(rè)塑性碳纖維複合材料產品展現出密度低、強度高、耐高溫、抗衝擊韌性好、抗疲(pí)勞性好(hǎo)、可回收再循環使用、加工成型(xíng)快等(děng)性能優勢,可以在一定程度上(shàng)替代輕質金屬材料,如鋁鎂合金等,將在航空(kōng)、軍工、電子、醫療器械、高端製(zhì)造業等領域中發揮出特殊的作用。(推薦閱讀:碳纖維增強熱塑性複合材料的幾(jǐ)種常用成型工藝)