连续碳纤维热塑性复合材料海洋领域应用 海洋工程新提升

在海洋领域应用中，对于材料的耐腐蚀特性非常关注，那新型连续碳纤维热塑性复合材料在耐腐蚀性上面具有非常好的性能优势，下面就针对连续碳纤维热塑性聚醚醚酮(PEEK)复合材料的耐海水腐蚀的性能进行相对应的解析。

复合材料的耐腐蚀性主要是指在以下几种环境中的性能表现：一是在高湿度环境中的表现，如受到淡水或海水这类液体的浸泡;二是在化学介质，如酸、碱、盐、有机化学试剂这类环境中的表现;三是处于高温有氧环境下的表现。那海洋领域中就是长期在海水液体中浸泡接触下的材料性能表现。

海水腐蚀的原因

在海水接触应用中的纤维复合材料中，被腐蚀的原因主要是海水内的水份及其它介质会通过界面缝隙渗进复合材料内与之发生一系列物理和化学作用，一方面使机体树脂发生溶胀，导致大分子结构间距增大;另一方面，水及其它液体介质渗入界面相的微裂纹内会使其扩展，从而在纤维与基体的界面上产生内应力，减弱纤维与基体间的粘结力，导致复合材料的强度和耐腐蚀性能下降。

而且，酸、碱、盐这类有机溶剂对复合材料的影响更快也更加明显，当化学介质向碳纤维复合材料内部进行渗透、扩散时，会发生溶降解及氧化等一系列的化学反应。这些化学反应不仅会对复合材料的性能有负面影响，还会引发表面的一系列变化，比如失去光泽、变色、起泡、裂纹、纤维裸露等。

在进行树脂改进后，采用热塑性树脂就更好的提升了整体的耐腐蚀性，耐海水腐蚀。

连续碳纤维热塑性复合材料的耐腐蚀性剖析

连续碳纤维热塑性复合材料在很大程度上提升了耐海水腐蚀的性能优势，我们从增强体碳纤维与基体聚醚醚酮复合材料来看。

（碳纤维分子结构）

碳纤维丝束本身就具有非常好的耐海水腐蚀性。我们采用的聚丙烯腈纤维T700 12K内部的碳元素纯度高，内部杂质少，在跟海水接触中，不容易被渗透。此外碳纤维内部呈现出结晶结构，内部碳元素以高度有序的晶格结构排列，形成了覆盖表面的层状结构。这种结晶结构增加了碳纤维表面的致密性和均匀性，也降低了海水中腐蚀介质渗透的可能性。并且采用的是长纤连续碳纤维，纤维上的孔洞裂纹都少，这也使得碳纤维本身就不容易受到外界环境的侵蚀。

（聚醚醚酮分子结构）

聚醚醚酮(PEEK)是一种高性能工程塑料，它的化学结构稳定，在各种恶劣条件下都有着优异的性能，包括对海水腐蚀的抗性较强。PEEK在海水中具有良好的抗腐蚀性能，可以长期使用而不易出现裂纹、龟裂和降解等问题。看它内部的分子结构和化学性质就能明白。

聚醚醚酮(PEEK)的分子中包含着醚和酮的键合结构，这种键合结构赋予了PEEK优异的化学稳定性。PEEK分子内部的醚键和酮键都具有较高的键能，使得PEEK在大多数化学物质中都不易发生化学反应。这种化学稳定性使得PEEK能够很好地抵抗各种腐蚀介质的侵蚀，包括海水中的盐类和无机物质。

包括PEEK分子中的苯环结构也为其耐腐蚀性提供了一定的保护作用。苯环结构具有很高的稳定性和惰性，可以降低PEEK与各种化学物质之间的反应性，从而提高其耐腐蚀性能。

另外PEEK的分子高结晶度和高结晶温度也对其耐腐蚀性起到了一定的促进作用。高结晶度使得PEEK材料具有较高的密实度和抗渗透性，使得腐蚀介质难以渗入材料内部，从而减缓了腐蚀的发展。高结晶温度则使得PEEK在高温环境下也能保持较好的耐腐蚀性能。

那两者材料复合后的连续碳纤维热塑性聚醚醚酮复合材料也同样具有耐海水腐蚀、耐强酸强碱的性能，这样的材料制作的产品在海洋环境使用环境工况下，吸水率较慢，腐蚀介质并不会进入材料内部，再通过表面涂覆防水涂层，在海洋领域应用中就大放异彩。

除此之外，连续碳纤维热塑性聚醚醚酮复合材料在海洋领域应用中，还能防止海洋生物污损。在一定程度上降低了藤壶、管虫、苔藓虫、贻贝和藻类带来的污损影响，节省了人力物力。相较于传统金属以及传统环氧树脂复合材料带来了更多可能性。