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    从热固性到热塑性——国内碳纤维应用的转折点

    来源:www.cqtspp.com 发布时间:2019-04-23 返回

    从1983年英国ICI公司首次开发出高性能热塑性纤维复合材料APC-2(即碳纤维增强聚醚醚酮复合材料)开始,时至今日已有三十多年。虽然热固性碳纤维复合材料的应用种类和市场在不断扩大,但是国内的热塑性碳纤维复合材料发展却过于迟缓,这不仅是因为我们刚刚打破了国外对碳纤维生产技术的封锁,普通的热固性碳纤维复合材料的应用仍处于起步阶段,更因为热塑性碳纤维复合材料的预浸料生产技术和制造工艺要求都比较高,一般的碳纤维下游企业尚未有能力或者不敢贸然涉入。

    相对于热塑性碳纤维复合材料,热固性碳纤维复合材料因为积淀了一定的经验,并顺应需求衍生出一系列不同的复合材料体系。可以说,从预浸料供应到生产设备,再到应用市场都已经相对成熟。而热塑性碳纤维复合材料从生产设备到制造工艺都没有现成的储备可以利用,一切都要自己从头摸索。


    虽然障碍重重,但是市场对热塑性碳纤维复合材料的客观需求促使国内碳纤维下游企业放眼未来,通过热塑性碳纤维复合材料的开发和利用开辟出碳纤维应用的新途径。无锡智上新材料科技有限公司在多年的热固性碳纤维复合材料的应用基础上,开始向高性能热塑性碳纤维复合材料勇敢地迈出了前进的步伐。


    “国内做热塑复合材料的企业也有一些,但是多集中在PPS、尼龙等普通工程塑料方面,缺乏对高性能热塑性树脂的开发性利用”,谈到企业的最新产品定位,无锡智上新材的总经理杨正说,“当前国内对热塑性碳纤维复合材料的需求都还是靠进口来满足,我们必须尽快掌握相关技术,只有彻底打破对国外产品的依赖,碳纤维的价值才能真正为我们所利用”。

    据其介绍,热固性碳纤维复合材料无论是性能方面还是成本和生产效率方面都不能完全满足市场的需求。例如,航空产品结构件需要较高的损伤容限,环氧树脂等热固性树脂基体的许用应变值(GIC值)很低,要有效减轻结构重量,充分发挥出复合材料的优越性,许用应变值必须得到大幅度提高。高性能的热塑性树脂如聚醚醚酮的GIC值约为环氧树脂的十倍,而且热塑性树脂对碳纤维有更好的粘附性,本身的吸湿性更低,耐高温性更好。因而,碳纤维增强的peek复合材料不仅被飞机用作结构材料,更被广泛用于骨外科固定支架等医疗器械中。

    目前,热塑性碳纤维复合材料的应用市场主要在航天航空、汽车、工业制造、电子电器、医疗器械等领域,对整个复合材料市场来说占有份额还非常小,大规模应用的局面尚未形成。但是从长期的角度看,从热固性到热塑性标志着国内碳纤维应用走上了新的高度。随着热塑性碳纤维复合材料在成型工艺和应用技术方面的不断提升,市场对热塑性碳纤维复合材料的需求将远远超过热固性碳纤维复合材料。

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