碳纤维复合材料被誉为“黑色黄金”,可见其价格不凡,侧面反应了它的性能卓越。在目前市面上,常用的为热固性碳纤维复合材料,但它也存在一些缺点,所以热塑性碳纤维复合材料被当做下一个阶段着重研究的对象,那热塑性碳纤维真的能取代热固性碳纤维吗?智上新材料为你解答。
 
热塑性碳纤维能否取代热固性碳纤维?
 
    热塑性碳纤维复合材料的全球现状
 
    虽然当下热塑性碳纤维复合材料的探索还在继续,但是日美等国已经大幅领先我们了。有数据显示,全球51%的连续热塑性碳纤维复合材料的核心应用技术掌握在日本东丽手中,另外日本丽阳、东邦和帝人约占17%,而德国SGL和巴斯夫约占14%,美国赫式和氰特约占8%,中国只占有3%,这其中的差距肉眼可见的大。
 
    热塑性碳纤维对比热固性碳纤维,优势在哪?
 
    两者在力学性能上相似,都具备较好的轻量化、高强度模量和耐用性的特点,对比发现热塑性碳纤维的综合性能优于热固性碳纤维,尤其是耐热性上更胜一筹,这是因为热塑性树脂与生俱来的耐高温性能优于热固性树脂。
 
    除开性能优势,热塑性碳纤维复合材料还有一个非常特别的优势,那就是可回收二次利用。因为热塑性树脂固化之后可高温熔解,固化后的形状可以再次加工而发生改变。更强大的性能,可回收多次使用,这些才是热塑性复合材料成为下一个阶段重点研发材料的核心因素。
 
热塑性碳纤维能否取代热固性碳纤维?
 
    热塑性碳纤维能否取代热固性碳纤维?
 
    就目前的形式来看,热塑性碳纤维材料还无法取代热固性碳纤维材料,为什么这么说?我们得分析分析深层次的原因。
 
    1、市场占有率因素:热固性碳纤维复合材料在20世纪80年代就正式进入市场,大面积普及使用了,到现在已经有了几十年的时间,凭借出色的力学性能,热固性碳纤维在军用和民用市场上占据了大量的份额。热塑性碳纤维材料虽然已经问世,想要占领市场,还需要经过时间的检验。
 
    2、价格因素:热固性碳纤维问世较早,生产厂家较多,生产成本控制上肯定做得更好,因此整体价格较低。热塑性碳纤维选用的热塑性树脂本来就价格高,加上后续的加工技术难度大,生产成本再一次提高,即便是后续批量生产了,在成本和售价上就会高于热固性碳纤维。这一点相信了解碳纤维行业的朋友都明白。
 
    3、技术因素:热塑性碳纤维复合材料的研究还在继续,像聚醚醚酮这样的热塑性树脂,技术攻关的难度很大,在技术尚未成熟的现阶段,想要批量产出性能稳定的热塑性碳纤维聚醚醚酮复合材料的可能性很低,即便是日本、德国和美国的这几家大公司,也不可能短时间批量生产。
 
    4、用户选择因素:上面说到了价格、市场占有率和技术难度,还应该在提一下用户选择的问题。产品性能再好,如果用户不能接受或者性价比不足以打动用户,那想替代热固性碳纤维就会很困难。