3种未来可期的热塑性碳纤维复合材料

    接触过碳纤维材料的人，可能听说过热固和热塑这2个词，其实这是关于碳纤维复合材料当下和未来的2个重要名词。热固性碳纤维是当下最流行也是使用最广的一个分类，而热塑性碳纤维复合材料则是科学家正在极力研究并希望有所突破的一个分类。

 
    什么是热塑性碳纤维复合材料？
 
    其实热固和热塑碳纤维这2个词，是根据碳纤维复合材料中树脂本身的分类而定义的。树脂材料作为碳纤维复合材料的基体，是将碳纤维原丝形成稳固形态的关键，而树脂本身有热固性和热塑性之分，对应的也就是热固性和热塑性碳纤维复合材料。
 
    热固性碳纤维复合材料所有的树脂有环氧树脂、双马来酰胺树脂、聚酰胺树脂等，他们的特性就是一旦高温加热固化成型后，外形状态就固定了，无法像热塑性树脂一样具有二次加工的能力。这是热固性树脂的一个缺陷，科学家们希望通过深入研究，用热塑性树脂来弥补。

    常用的3种热塑性树脂基体
 
    1、热塑性TPI（聚酰亚胺）：聚酰亚胺树脂有热固和热塑之分，热塑性TPI是性能更高的一个分支，不仅保留了传统热固性聚酰亚胺的高强度、耐高温、耐化学腐蚀、介电性好、抗辐射等特性，而且在韧性和热加工成型方面更具有突出优势。热塑性碳纤维聚酰亚胺复合材料具有出色的耐热性能和机械性能，可以成为更高等级的耐磨损、耐腐蚀的高性能材料。
 
    2、PPS（聚苯硫醚）：PPS是工业材料领域里较为出色的一种热塑性树脂，众多工业行业都有它的身影。PPS在力学性能、耐腐蚀性、自阻燃性等方面都表现优异，是制备高性能复合材料不错的基体材料。热塑性碳纤维聚苯硫醚复合材料的各项力学性能也受到碳纤维的加持，得到了很大程度的提高，耐高温能力和机械性能同样非常出色。实验证明，在高达100℃的温差条件下，连续性碳纤维增强PPS复合材料板的ILSS仍能呈现出较好的稳定性。
 
    3、PEEK（聚醚醚酮）：PEEK树脂的知名度同样很高，而且往往与医疗领域相关。PEEK刚性高、尺寸稳定性好、线膨胀系数小、能承受极大的应力，不会因时间的延长而产生明显的延伸，而且其密度小，加工性能好，而且耐高温能力更加出众，是未来热塑性碳纤维复合材料中综合性能更好的一种。之所以PEEK能在医疗领域得到重用，还与它的生物相容性好有关，热塑性碳纤维聚醚醚酮复合材料还有望在未来医疗中起到更大的作用。
 
    以上的3种热塑性树脂材料与碳纤维材料的融合难度都比较大，尤其是PEEK树脂。性能越完美，生产难度就越大，这是热塑性碳纤维复合材料研究中的最难被攻克的问题。世上无难事，只要肯攀登，总有一天，这些问题都会被克服的。
 
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