热塑性碳纤维增韧处理是否有助于提升其性能上限？

　　2023年临近尾声，疫情后时代的影响尚未消弭，全球有笼罩在经济恶化的氛围当中，国内碳纤维产业也因此受到较大的影响，导致低端碳纤维价格骤降。想要挽回这一颓势，只有在中高端碳纤维方面做出成绩，目前热塑性碳纤维复合材料是一个重要的方向。不过热塑性碳纤维制备难度很高，需要对碳纤维和热塑性树脂做一定的改性处理，才能更好的完成大批量热塑性碳纤维的生产和应用。本文将介绍热塑性碳纤维增韧处理的相关知识。

　　碳纤维增韧是什么？

　　碳纤维增韧是指增强碳纤维材料韧性或耐久性，我们知道碳纤维是一种密度很小，但强度很高的新型材料，它是由纤维材料经过上千度高温的氧化而得来的。碳纤维可以经常成丝束的状态，在抗拉强度和弹性模量方面有极好的性能表现。不过碳纤维自身的韧性并不算太好，脆性较大，因此实际使用中会受到一定的限制。

　　采用增韧处理的方法来提高碳纤维承受冲击和抗断裂的能力，应用中可以承受更大的动态载荷或冲击力，以拓展该型材料的应用广度。碳纤维增韧并不是一项简单的处理方式，其中涉及多种技术，包括改性复合材料中使用的树脂基体、引入添加剂或改变纤维结构等。通过增韧碳纤维，使之在高强度和高耐用性方面达到一个更好的平衡，未来航空航天、汽车制造、医疗器械和运动器材等领域都会因此收益。

　　增韧处理有助于提升热塑性碳纤维的性能吗？

　　碳纤维技术在不断进步，当下热门的热固性碳纤维凭借出色的性能表现得到了很多传统工业行业的青睐，但热固性碳纤维回收难度大、加工过程复杂、性能上限不高，因此热塑性碳纤维被认为是下一个阶段的重要发展方向。热塑性碳纤维的制备难度更高，其中热塑性树脂惰性较大，需要对碳纤维或树脂本身进行一定的处理，才能顺利进行后续的制备工作。增韧和其他一些处理方法可能会降低热塑性碳纤维的制备难度，增韧处理是否会提升热塑性碳纤维的性能呢？

　　1、抗冲击性：增韧处理有助于提高复合材料吸收和承受冲击力而不破裂的能力，这在材料可能承受突然负载或冲击的应用中尤其重要。

　　2、弯曲强度和韧性：增韧处理可以提高热塑性碳纤维复合材料的弯曲强度和韧性，使其在载荷作用下更能抵抗弯曲和变形。

　　3、抗疲劳性：增强材料的抗疲劳性至关重要，特别是在循环载荷常见的应用中，增韧有助于延缓疲劳失效的发生。

　　4、断裂韧性：增韧处理有助于材料抵抗裂纹扩展，提高其断裂韧性，这对于防止灾难性故障和提高整体结构完整性至关重要。

　　5、耐用性：通过提高热塑性碳纤维复合材料的韧性，可以提高其整体耐用性和耐磨性，从而延长部件的使用寿命。

　　6、可加工性：一些增韧处理也可能影响热塑性复合材料的可加工性，使它们更容易制造和成型为复杂的形式。

　　热塑性碳纤维增韧处理的方式方法介绍

　　增韧处理对热固性和热塑性碳纤维同样适用，对后者的研究可能会突破热塑性碳纤维制备困难的现状，引领国产碳纤维更快的进入下一个阶段。对热塑性碳纤维材料的增韧处理并不限定为一种技术，可能包含下面的这些方式方法。

　　1、基体改性：改变热塑性基体的成分以增强其韧性，这可能涉及向聚合物中添加抗冲改性剂或增韧剂。

　　2、纤维结构：优化复合材料结构内碳纤维的排列和方向，以增强整体韧性。

　　3、添加剂：在基体中引入添加剂，如纳米颗粒或微球，以提高抗冲击性和韧性。

　　4、混合：将碳纤维与其他增强材料（例如芳纶或玻璃纤维）相结合，形成韧性更高的混合复合材料。

　　5、界面结合：增强碳纤维与基材之间的结合效果，提升其物理稳定性和性能上限。

　　增韧处理只是改善热塑性碳纤维复合材料制备的一个突破口，国内不少企业和机构想要从该角度深入热塑性碳纤维的研究，为国内碳纤维产业的良性发展提供助力。目前国内能够独立完成热塑性碳纤维复合材料单向带制备的企业尚在少数，外观和性能可以追赶上东丽、帝人的更少，智上新材料认为想要短时间内打破国外技术垄断，并不太现实，只有通过不断的实验、总结、改进，夯实基础研究，才能实现国内碳纤维产业的崛起。