高為碳纖維
熱塑性碳纖維復合材料的發展與應用
熱塑性碳纖維復合材料在航天航空領域中的應用已經有很多，包括直升機地板、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。然而，隨著對高性能復合材料需求的增加，熱塑性碳纖維復合材料的特殊優勢開始逐漸展現，并在更多產業中提供零部件服務。
與熱固性碳纖維復合材料不同，熱塑性碳纖維復合材料在樹脂基體、工藝流程和性能方面存在差異。首先，熱固性碳纖維復合材料通常使用環氧樹脂作為樹脂基體，而熱塑性碳纖維復合材料使用聚酰胺（PA）、聚醚醚酮（PEEK）、PPS、聚酰亞胺（PI）、聚醚酰亞胺（PAI）等熱塑性樹脂。熱塑性樹脂不受儲存期限制，不需要低溫貯存，具有良好的可循環性、可回收性和重復利用性。
其次，熱塑性樹脂的成型過程是一個簡單的熔融和凝膠過程，即材料加熱到一定的熔點，然后凝固，冷卻后基本成型。如果需要，只需要再次加熱即可進行二次成型。這與熱固性碳纖維復合材料的一次性成型不同。
此外，熱固性碳纖維復合材料的制作過程涉及化學反應，生產周期長達幾個小時。而熱塑性碳纖維復合材料的制作過程是相變過程，生產周期只需要幾分鐘到幾十分鐘。相對于熱固性碳纖維復合材料，熱塑性碳纖維復合材料的生產效率更高，可以實現批量生產和自動化連續生產。
然而，制作熱塑性碳纖維復合材料的制品對工藝要求更高，一般需要至少400℃以上的加工溫度，而普通的環氧碳纖維復合材料只需要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值約為熱固性環氧樹脂的十倍。在樹脂基復合材料中，樹脂起到固定纖維和分擔纖維傳遞應力的作用，同時體現復合材料的熱性能、耐腐蝕性能和加工性能等。為了增加材料的強度和剛度，可以選擇碳纖維作為增強體，并輔以不同的添加劑種類，以合適的配比、碳纖維鋪層數量和方式、成型方法來制備具有特殊性能的熱塑性碳纖維復合材料。
目前，國內市場以熱固性碳纖維復合材料的制品為主，能夠生產熱塑性碳纖維復合材料的廠家較少，并且多集中在尼龍、PPS等普通熱塑性復合材料方面。在peek、PI等先進熱塑性樹脂與碳纖維結合方面，國內仍處于研究階段，市場上的需求仍依賴進口。
近來，無錫智上新材以成熟的熱固性碳纖維復合材料制品為基礎，開啟了高端熱塑性碳纖維增強復合材料制品的新發展方向。利用熱塑性碳纖維復合材料的設計自由度高、尺寸穩定、翹曲度低、抗疲勞、抗老化和耐蠕變等優點，根據客戶對產品特定需求進行智能化、自動化、高效化的設計和精密生產制造，以實現復合材料的精細化結構和預定化性能。以PEEK、PI樹脂為基體的熱塑性碳纖維復合材料產品具有密度低、強度高、耐高溫、抗沖擊韌性好、抗疲勞性好、可回收再循環使用、加工成型快等性能優勢。它們在航空、軍工、電子、醫療器械、高端制造業等領域中將發揮特殊的作用，并在一定程度上替代輕質金屬材料，如鋁鎂合金等。
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