【行业动态】热塑性碳纤维复合材料是否值得大力推广？学术资讯

来源：中国复合材料学会

碳纤维复合材料作为一款高性能复合材料材料，在全球都掀起了一股应用热潮，随着碳纤维技术的不断发展与成熟，各种高品质碳纤维材料开始出现，相应的也带动了热固性碳纤维材料的发展，其中比较知名的有环氧树脂基碳纤维复合材料。在国外方面，除了热固性碳纤维复合材料，热塑性碳纤维也开始得到大力推行，但在国内放，热塑性碳纤维的推广应用似乎还未进入状态，那么热塑性碳纤维复合材料是否值得去大力推广呢？

首先，热塑性碳纤维材料比热固性碳纤维复合材料成本要高，并且制作工艺要求也比较高，大多数热塑性树脂在熔融温度下黏度较高，无法很好的浸渍碳纤维，所以在制作上存在着难度，一定程度上限制了一些技术和生产条件不够的企业加入，所以导致很多企业在应用上望而却步。其次，在国内对热塑性碳纤维复合材料的认识存在着片面性，所以导致其性能优势并没有得到重视和开发。

目前，热塑性碳纤维复合材料主要在高端领域有应用，如航空航天、医疗等领域，其他领域很少有涉及。市场上应用较多的还是热固性碳纤维复合材料，但其存在着成型周期长、冲击韧性差、预浸料存放时间短、产品局部修复难、不可重复利用等缺点，而这些缺点恰恰是热塑性碳纤维复合材料能给弥补的，所以理论上推进热塑性碳纤维复合材料的应用还是很有必要的。

高性能热塑性碳纤维复合材料采用的树脂基体在耐热性和机械强度方面都展示出普通热固性树脂难以比拟的性能优势。例如在航天、航空领域中使用的热塑性碳纤维复合材料，其树脂基体的Tg值须大于177，在机械强度方面，通常要求抗拉强度大于70MPa，抗张模量大2GPa，个别情况下要求能分别达到100 MPa和3GPa。

另外，热塑性碳纤维复合材料的韧性可以在满足飞机控制表面和机身薄型结构的基础上保持着更好的损伤容限和更轻的结构。在医疗领域，则表现为有着更好的结构强度和人体相容性。

传统热固性碳纤维复合材料需要用紧固件或者胶粘的方式实现部件之间的连接，热塑性则可以直接焊接在一起，省去了紧固件的重量与成本，更好的实现轻量化。并且热塑性碳纤维材料可以通过熔融重塑实现循环利用，虽然目前还未有批量回收利用的案例，但在理论上为其回收利用提供了新思路。

从国外热塑性碳纤维市场的发展就可以看出，热塑性碳纤维的需求一直在持续增长，更应加大技术投入，学习先进经验，只有不断开发新的热塑性碳纤维复合材料的制造工艺，才能有效的降低使用成本，国内的热塑性碳纤维复合材料发展虽相较国外有一定差距，但潜力无限。

文章来源：挪恩复材

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