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熱塑性碳纖維復(fù)合材料優(yōu)勢比較及應(yīng)用展望

2018-11-06 11:53:43 作者：本網(wǎng)整理來源：復(fù)合材料先行者分享至：

碳纖維材料是在上世紀(jì)六十年代末才首次投入市場，我國掌握碳纖維材料生產(chǎn)技術(shù)也是近十年的事情，但碳纖維材料憑借其獨(dú)特的性能優(yōu)勢——高比強(qiáng)度、高比模量、耐磨、導(dǎo)電性、長期受力不發(fā)生蠕變和疲勞、X射線透過性好、尺寸穩(wěn)定、熱膨脹系數(shù)小、耐腐蝕、耐高溫等等特點(diǎn)，成為性能廣、用途多的增強(qiáng)纖維之一，廣泛用于宇航、衛(wèi)星、精密儀器、民用、火箭、飛機(jī)、X射線裝置、醫(yī)學(xué)等各個(gè)領(lǐng)域。

迄今為止，國內(nèi)正在應(yīng)用的碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料還是以環(huán)氧樹脂為基體的熱固性復(fù)合材料為主，然而，由于基體樹脂本身所具有的缺陷，直接影響到這類碳纖維增強(qiáng)熱固性復(fù)合材料在高溫濕態(tài)環(huán)境中的力學(xué)性能表現(xiàn)，在滿足高端應(yīng)用需求時(shí)存在障礙。

熱塑性復(fù)合材料自上世紀(jì)70年代初被開發(fā)以來，越來越受到各國重視，相關(guān)的研究及應(yīng)用都十分活躍。航天、航空、汽車、化工、電子電器等領(lǐng)域均是熱塑性復(fù)合材料應(yīng)用和發(fā)展速度較快的領(lǐng)域。特別是近10年來，每年的消費(fèi)量均以25%的速度增長，發(fā)展速度比熱固性復(fù)合材料高數(shù)倍。

與熱固性碳纖維復(fù)合材料相比，熱塑性碳纖維復(fù)合材料具有以下的應(yīng)用優(yōu)勢：韌性比較高、損傷容限大、介電常數(shù)比較好、維修方便、有類似于金屬的加工特性、成本低等優(yōu)點(diǎn)。從制作工藝角度看，熱塑性碳纖維復(fù)合材料的原材料儲存期不受限制、不需低溫貯存、成型加工周期比較短、成型不需要熱壓罐等大型專用設(shè)備，尤其是它所具有的良好的可循環(huán)性、可回收、可重復(fù)利用和不污染環(huán)境等特性很好地適應(yīng)了當(dāng)今世界對材料產(chǎn)業(yè)所提出的環(huán)保要求。

因此，過去以熱固性碳纖維復(fù)合材料制品為主要方向的下游廠商開始轉(zhuǎn)變目光，把更多的資源傾向于發(fā)展熱塑性碳纖維復(fù)合材料制品方面。通過碳纖維無人機(jī)、大型碳纖維輥軸、碳纖維機(jī)械臂等熱固性碳纖維復(fù)合材料產(chǎn)品在新工業(yè)領(lǐng)域建立地位的無錫智上新材料科技有限公司，計(jì)劃在三年內(nèi)，調(diào)整企業(yè)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，將熱塑性碳纖維復(fù)合材料作為重點(diǎn)發(fā)展對象，大力推進(jìn)碳纖維增強(qiáng)PEEK、PI、PPS等熱塑性碳纖維復(fù)合材料在高端醫(yī)療、精密機(jī)械、軌道交通和航空航天等領(lǐng)域的應(yīng)用。

從短期看，碳纖維熱塑性復(fù)合材料的大批量市場應(yīng)用尚未成熟，還有大面積的應(yīng)用市場有待開發(fā)，但是隨著碳纖維熱塑性復(fù)合材料制品在工藝及質(zhì)量穩(wěn)定性、產(chǎn)品系列化、規(guī)格化與國外同類技術(shù)水平等方面差距的不斷縮小，相信只要緊密圍繞新興產(chǎn)業(yè)的巨大需求，抓住發(fā)展機(jī)遇，持續(xù)推進(jìn)原料生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)步，加大碳纖維熱塑性復(fù)合材料體系、加工工藝、應(yīng)用水平的研究，提高對系列化產(chǎn)品開發(fā)、市場培育等環(huán)節(jié)的支持力度，國內(nèi)的碳纖維熱塑性復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)必將迎來一個(gè)新的發(fā)展階段。

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責(zé)任編輯：韓鑫

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