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热塑性碳纤维复合材料的2种常见分类方式

作者:小智 时间:2020-10-20 13:03:16 浏览:138
摘要:碍于目前生产水平的限制,长切和短切是目前市场的主流,但是连续碳纤维增强热塑性复合材料,这才是真正的热塑性碳纤维复合材料的名称。...

之前我们分享过一则新闻,标题为“2030年碳纤维复合材料市场规模将达到640亿美元”,简要的介绍了未来碳纤维复合材料市场的发展潜力。另外碳纤维复合材料的发展趋势,已经开始从热固性慢慢过渡到热塑性,因为热塑性碳纤维具备可回收的独特性能。
 
热塑性碳纤维预浸带
 
在碳纤维复合材料的制备上,热塑性难度高于热固性,这是因为热塑性树脂的熔点更高,温度提升不是特别难,但是要保证在更高的温度下,碳纤维原丝与树脂融合后的综合性能更稳定更突出,就非常困难了。
 
热塑性碳纤维复合材料可根据树脂进行分类
 
首先碳纤维复合材料是由碳纤维原丝与树脂融合而成,热塑性碳纤维复合材料中的树脂成分,很大程度上决定了复合材料的综合性能。目前常用的热塑性树脂有聚酰胺、聚酰亚胺、聚苯硫醚、聚醚醚酮等等,每一种树脂的生产温度和条件是有所区别的,因此热塑性碳纤维复合材料可按树脂进行分类。
 
热塑性碳纤维聚苯硫醚复合材料耐老化、耐高低温、自润滑率等性能突出;而热塑性碳纤维聚酰亚胺复合材料抗冲击、耐溶剂、耐摩擦、耐蠕变性能较为稳定;热塑性碳纤维聚醚醚酮复合材料具备超强的生物相容性,因此在高端医疗领域较为适用。
 
热塑性碳纤维板材小样
 
热塑性碳纤维复合材料可根据碳纤维原丝形态进行分类
 
碳纤维原丝是热塑性碳纤维复合材料的核心材料,树脂的性能决定了复合材料的能力下限,而碳纤维原丝的呈现方式决定了复合材料的能力上限。目前热塑性碳纤维复合材料按照碳纤维原丝的形态可以分成3种类型。
 
1、长切碳纤维增强热塑性复合材料:通过连续纤维无捻粗纱与热塑性塑料通过挤出、造粒或制片方法制成半成品,再经注射或模压成型为制品。
 
2、短切碳纤维增强热塑性复合材料:由碳纤维长丝经纤维切断机短切而成,具有分散均匀、工艺简单等的优点。短切碳纤维的标准长度是1mm—100mm,纤维直径7μm,拉伸强度3500MPa,拉伸模量228GPa,密度1.75g/cm3。
 
3、连续碳纤维增强热塑性复合材料:连续碳纤维增强才是热塑性碳纤维复合材料的发展方向,不同于长切和短切,连续碳纤维保持了碳纤维原丝的完整性和方向性,最大程度的提高了复合材料的综合性能,是现阶段及未来航空航天、军工、汽车、工业等高端领域的性能领航者。
 
碍于目前生产水平的限制,长切和短切是目前市场的主流,但是连续碳纤维增强热塑性复合材料,这才是真正的热塑性碳纤维复合材料的名称。科技在发展,社会在进步,技术在更迭,或许不用等到2050年,热塑性碳纤维复合材料会得到真正的普及。

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