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长纤连续碳纤维+PEEK复合材料的性能优势

发表时间:2023-06-26 17:02:47  作者:碳纤维作者小赵 阅读数:588

聚醚醚酮(PEEK)具有高热稳定性、低密度、耐化学腐蚀、优异的摩擦性能、高耐磨和耐疲劳等特性。近年来,随着高性能聚合物材料的研发进展,PEEK复合材料的应用也越来越广泛。

 热塑性碳纤维板.jpg

  PEEK是一种具有特殊化学结构的高分子材料,具有高模量、耐高温、耐酸碱、耐腐蚀等特性,且具有优异的机械性能和绝缘性能。但由于 PEEK材料刚性较差,因此,其复合材料通常具有较高的层间剪切强度(ILSS)和低模量(LMW)。这限制了PEEK复合材料在工业领域中的应用。近年来,随着对PEEK复合材料性能要求的提高,研究人员开始探索用碳纤维增强PEEK复合材料来代替传统的PEEK复合材料。

  碳纤维增强 PEEK复合材料具有如下优点:

  碳纤维增强PEEK复合材料比强度、比模量更高,是一种极具潜力的高性能复合材料;

  碳纤维增强PEEK复合材料可以满足更多的应用要求,如抗冲击、耐高温、耐疲劳等。

  碳纤维增强PEEK复合材料在汽车和航空航天领域也得到了越来越广泛的应用。据报道,碳纤维增强 PEEK复合材料在航空发动机和燃气轮机领域,主要应用于航空发动机叶片的制造以及燃气轮机叶片的制造。在汽车领域,主要应用于汽车零部件的制造,如车身结构件、底盘、发动机部件等。碳纤维增强 PEEK复合材料在航天领域主要应用于航天器的结构件制造。航空发动机叶片、火箭发动机燃烧室等。汽车零部件的制造,如车身结构件、底盘、发动机部件等。航天领域的应用主要有航天飞行器壳体、火箭发动机壳体等。

目前,国内的碳纤维增强PEEK复合材料主要采用长纤连续碳纤维(LCF)与短切碳纤维+PEEK进行复合,并在此基础上制备复合材料。你像东台智上在研究长纤连续碳纤维的不断发展下,生产的国产长纤连续碳纤维增强PEEK复合材料在性能上已经能够与进口产品相媲美,甚至部分性能已经超过进口产品。而且,国产长纤连续碳纤维增强PEEK复合材料具有较低的成本和较高的性价比。

 预浸料52.jpg

  我们这里就针对东台智上量产成型的长纤连续碳纤维+PEEK复合材料的性能解析

  拉伸强度

  拉伸强度是衡量碳纤维增强复合材料性能的一个重要指标,通常用拉伸强度与试件厚度的比值表示。拉伸强度越大,材料越容易达到目标强度,而试样越薄,则材料的塑性越大,塑性变形也越大。碳纤维增强PEEK复合材料的拉伸强度可达500 MPa以上,可以满足医疗器械、航空航天领域的使用要求。

  模量

  模量是衡量材料力学性能的重要指标之一,是指在力作用下材料所产生的形变。通常用拉伸强度与试件厚度的比值来表示。对于复合材料,模量一般采用复数模量表示,弹性模量是衡量复合材料抗拉强度和刚度的重要参数,在材料设计中通常以材料的弹性模量来表征,材料的弹性模量越高,表明材料的抗拉强度越低,即材料越不容易达到目标强度。

  东台智上长纤连续碳纤维增强PEEK复合材料的弹性模量可达180 GPa,比进口碳纤维增强PEEK复合材料的弹性模量高出近30%

  耐热性

  耐热性是指在一定温度下,材料保持其性能不变所需要的温度。耐热性是衡量材料使用性能和工艺性能的重要指标之一。一般来说,耐热性好的材料可以承受高温作用而不会发生性能退化,长纤连续碳纤维增强PEEK复合材料的耐热性比传统热固性碳纤维复合材料以及其他纤维增强PEEK复合材料高。

  亲肤性

  PEEK除了具有优异的机械性能之外,还具有非常好的生物相容性也就是我们说的亲肤性。那PEEK具有亲肤性的原因是因为其整个材料组成有关,PEEK的是由碳、氧、氮组成,那这些元素在人体内是比较常见的元素,就能够跟人体的皮肤相容,不会产生过敏以及刺激。另外PEEK材料的表面光滑,不易吸附细菌和其他微生物,从而减少了感染的风险。

  长纤连续碳纤维+PEEK材料也就具备了非常好的生物相容性,这就能够在医疗植入上面不会引起不良反应,你比如骨科和牙科手术的植入物包括人工关节植入物。

  总的来说,PEEK之所以具有亲肤性,是因为它的化学成分与人体相似,并且能够与皮肤和组织相容。此外,PEEK还具有出色的机械性能和舒适的触感,使其成为一种理想的材料用于各种应用,尤其是医疗领域。

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