热塑性碳纤维复合材料优势比较及应用展望
2018-11-06 11:53:43
作者：本网整理 来源：复合材料先行者
碳纤维材料是在上世纪六十年代末才首次投入市场，我国掌握碳纤维材料生产技术也是近十年的事情，但碳纤维材料凭借其独特的性能优势——高比强度、高比模量、耐磨、导电性、长期受力不发生蠕变和疲劳、X射线透过性好、尺寸稳定、热膨胀系数小、耐腐蚀、耐高温等等特点，成为性能广、用途多的增强纤维之一，广泛用于宇航、卫星、精密仪器、民用、火箭、飞机、X射线装置、医学等各个领域。
迄今为止，国内正在应用的碳纤维增强复合材料还是以环氧树脂为基体的热固性复合材料为主，然而，由于基体树脂本身所具有的缺陷，直接影响到这类碳纤维增强热固性复合材料在高温湿态环境中的力学性能表现，在满足高端应用需求时存在障碍。
热塑性复合材料自上世纪70年代初被开发以来，越来越受到各国重视，相关的研究及应用都十分活跃。航天、航空、汽车、化工、电子电器等领域均是热塑性复合材料应用和发展速度较快的领域。特别是近10年来，每年的消费量均以25%的速度增长，发展速度比热固性复合材料高数倍。
与热固性碳纤维复合材料相比，热塑性碳纤维复合材料具有以下的应用优势：韧性比较高、损伤容限大、介电常数比较好、维修方便、有类似于金属的加工特性、成本低等优点。从制作工艺角度看，热塑性碳纤维复合材料的原材料储存期不受限制、不需低温贮存、成型加工周期比较短、成型不需要热压罐等大型专用设备，尤其是它所具有的良好的可循环性、可回收、可重复利用和不污染环境等特性很好地适应了当今世界对材料产业所提出的环保要求。
因此，过去以热固性碳纤维复合材料制品为主要方向的下游厂商开始转变目光，把更多的资源倾向于发展热塑性碳纤维复合材料制品方面。通过碳纤维无人机、大型碳纤维辊轴、碳纤维机械臂等热固性碳纤维复合材料产品在新工业领域建立地位的无锡智上新材料科技有限公司，计划在三年内，调整企业的产业结构，将热塑性碳纤维复合材料作为重点发展对象，大力推进碳纤维增强PEEK、PI、PPS等热塑性碳纤维复合材料在高端医疗、精密机械、轨道交通和航空航天等领域的应用。
从短期看，碳纤维热塑性复合材料的大批量市场应用尚未成熟，还有大面积的应用市场有待开发，但是随着碳纤维热塑性复合材料制品在工艺及质量稳定性、产品系列化、规格化与国外同类技术水平等方面差距的不断缩小，相信只要紧密围绕新兴产业的巨大需求，抓住发展机遇，持续推进原料生产技术进步，加大碳纤维热塑性复合材料体系、加工工艺、应用水平的研究，提高对系列化产品开发、市场培育等环节的支持力度，国内的碳纤维热塑性复合材料产业必将迎来一个新的发展阶段。
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