熱塑性碳纖維相較傳統熱固性碳纖維的優勢

過去，熱塑性碳纖維複合材料主要應用於航天航空領域，例如用於直升機的地板、機身結構、固定機翼、尾翼、前襟翼以及垂尾根部的整流罩等部位。隨著許多高端領域對高性能複合材料的要求越來越高，熱塑性碳纖維複合材料開始逐步展現出自身的特殊優勢，為越來越多的產業提供零部件服務。

與熱固性碳纖維複合材料不同，熱塑性碳纖維複合材料在樹脂基體、工藝流程和性能方面存在一定的差異。為了更好的了解熱塑性碳纖維所具備的一些優勢，我們邀請到了蘇州挪恩復材的技術人員，讓他來為我們進行講解。

據挪恩復材介紹。首先熱固性碳纖維複合材料大多採用環氧樹脂等作為樹脂基體，而熱塑性碳纖維複合材料包括聚醯胺（PA）、聚醚醚酮（PEEK）、PPS、聚醯亞胺（PI）、聚醚醯亞胺（PAI）等，熱塑性樹脂不受儲存期限制、不需低溫貯存，具有良好的可循環性、可回收和重複利用。

其次熱塑性樹脂的成型過程主要是一個簡單的熔融和凝膠的過程，即將材料加熱到一定的熔點，然後凝固，待冷卻後就可以基本成型，如果需要，只要再次加溫就可以實現二次成型，這與熱固性碳纖維複合材料製品的成型只能是一次性的不同。

最後熱固性碳纖維複合材料在製作過程中發生的是化學反應，生產周期長達幾個小時，而熱塑性碳纖維複合材料的製作過程是一個相變過程，生產周期只需要幾分鐘到幾十分鐘。因為生產周期相對縮短很多，所以生產效率就會成倍提高，不僅可以實現批量生產，更有實現自動化連續生產的條件。

不過，挪恩復材也說明了製作熱塑性碳纖維複合材料製品對工藝要求更高，例如，一般至少需要400℃以上的加工溫度，而普通的環氧碳纖維複合材料只需要200℃以上就可以實現。

熱塑性樹脂在性能方面具有一定的優勢，例如聚醚醚酮的GIC值大約是熱固性環氧樹脂的十倍。在樹脂基複合材料中，樹脂起到固定纖維的作用，同時分擔纖維傳遞的應力，複合材料的熱性能、耐腐蝕性能及加工性能等均由其體現。

為了增加材料的強度、剛度等，通過選擇碳纖維材料作為增強體，輔以不同的添加劑種類，以合適的配比、碳纖維鋪層數量與方式、成型方法，製備出具有特殊性能的熱塑性碳纖維複合新材料。

目前，國內的市場還多以熱固性碳纖維複合材料製品為主，能夠生產熱塑性碳纖維複合材料的廠家為數不多，而且多集中在尼龍等較為普通的熱塑性複合材料方面，在peek、PI等先進熱塑性樹脂與碳纖維結合方面還未能做到自給自足，不過挪恩復材認為熱塑性碳纖維未來的潛力無限，應提前做好發展準備。