碳纤维复合材料凭借自身优秀的性能优势在各行业领域大放异彩,在高性能材料中占据主要地位。碳纤维复合材料是由碳纤维丝束与树脂结合成的复合材料,树脂不同会造成碳纤维复合材料之间的差别,主要分为热固性和热塑性两大类,现阶段热固性碳纤维使用的比较多,对于热塑性碳纤维复合材料的研究还属于初级阶段,本文来介绍一下两种碳纤维材料的区别。
碳纤维复合材料的增强体是由碳纤维丝束制成的,每根碳纤维丝束只有头发丝的1/3,拥有良好的可编织性、可塑性和各向异性。这个时候就通过树脂来使得每一根丝束都很好的结合在一起。制作而成的碳纤维复合材料具有高比强度比模量的优势,跟很多金属材料相对比,都要有更好的性能表现,成为轻量化需求的重要材料,那随着不断的发展下,发现碳纤维复合材料的轻量化是很多行业需要的,但是在一些特殊功能性上面还不足,比如耐磨性、耐热性,这个时候就有了关于热塑性碳纤维复合材料的研发。
热固性碳纤维复合材料中主要是以环氧树脂为主,是一种具有环氧集团的低聚合物,成型后成为三维网状结构的固体,那跟碳纤维丝束结合以后,就能非常好的连接每一根碳纤维丝束成为一个整体,在化学结构上面有活性环氧基、羟基和醚基等,具有强的粘接力,能够很好的把碳纤维牢固的粘接在一起,这样能够在成型后,不发生断层的情况。
热固性碳纤维的耐高温会受到环氧树脂的影响,正常的耐高温只能是在180℃左右。但是具有非常好的耐腐蚀性能,确定就是耐摩擦性能差。
热塑性碳纤维复合材料中是把环氧树脂换成热塑性树脂,常见的有PA/PPS/PEEK等,因为树脂不-样,所以生产出来的热塑性碳纤维具有可回收利用的性能优势,并诅在-些特殊地方的性能表现更好,比如环氧树脂植入人体会有排异,但是采用PEEK基体的热塑性碳纤维制作的制品有很好的生物相容性,包括耐高温性也更好。
热固性与热塑性碳纤维材料的区别就是树脂的不同,使得获得的碳纤维复合材料的性能不同,不能说谁好谁不好,更多的是看应用的行业领域需要的性能表现,现阶段热塑性碳纤维更多的还是以高性能的航空航天中应用比较多, 我们常见的碳纤维制品还是以热固性碳纤维复合材料为主。
阅读延伸:《碳纤维性能优势和应用领域分析》