碳纖維復(fù)合材料擁有優(yōu)異的力學(xué)性能從而在原材料行業(yè)大放異彩,成功的在復(fù)合材料這里占據(jù)了絕對的地位,碳纖維復(fù)合材料其實是由碳纖維絲束跟樹脂結(jié)合的新型復(fù)合材料,那因為樹脂的不同也就有了熱塑性碳纖維復(fù)合材料和熱固性碳纖維復(fù)合材料的兩大分類,現(xiàn)階段使用的比較多的就是熱固性碳纖維,熱塑性碳纖維國內(nèi)的研發(fā)還處于初期階段,那這兩種因為樹脂不同的碳纖維復(fù)合材料區(qū)別在哪里呢?本文來給大家說說。
(碳纖維絲束)
先來認識一下碳纖維復(fù)合材料,碳纖維復(fù)合材料的增強體是一根根碳纖維絲束,每一根碳纖維絲束只有頭發(fā)絲的三分之一大小,那這么多的碳纖維絲,存在各向異性,作為一個整體的,如果不固定到一起的話,就會出現(xiàn)斷裂分層的情況,這個時候就通過樹脂來使得每一根絲束都很好的結(jié)合在一起。制作而成的碳纖維復(fù)合材料具有高比強度比模量的優(yōu)勢,跟很多金屬材料相對比,都要有更好的性能表現(xiàn),成為輕量化需求的重要材料,那隨著不斷的發(fā)展下,發(fā)現(xiàn)碳纖維復(fù)合材料的輕量化是很多行業(yè)需要的,但是在一些特殊功能性上面還不足,比如耐磨性、耐熱性,這個時候就發(fā)現(xiàn)原來是樹脂的問題,也就有了熱塑性碳纖維復(fù)合材料的研發(fā)。
熱固性碳纖維復(fù)合材料中主要是以環(huán)氧樹脂為主,是一種具有環(huán)氧集團的低聚合物,成型后成為三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的固體,那跟碳纖維絲束結(jié)合以后,就能非常好的連接每一根碳纖維絲束成為一個整體,在化學(xué)結(jié)構(gòu)上面有活性環(huán)氧基、羥基和醚基等,具有強的粘接力,能夠很好的把碳纖維牢固的粘接在一起,這樣能夠在成型后,不發(fā)生斷層的情況。
那熱固性碳纖維的耐高溫會受到環(huán)氧樹脂的影響,正常的耐高溫只能是在160攝氏度左右。但是具有非常好的耐腐蝕性能,確定就是耐摩擦性能差。
熱塑性碳纖維復(fù)合材料中是把環(huán)氧樹脂換成熱塑性樹脂,常見的有PA/PPS/PEEK等,因為樹脂不一樣,所以生產(chǎn)出來的熱塑性碳纖維具有可回收利用的性能優(yōu)勢,并且在一些特殊地方的性能表現(xiàn)更好,比如環(huán)氧樹脂植入人體會有排異,但是采用PEEK基體的熱塑性碳纖維制作的制品有很好的生物相容性,包括耐高溫性也更好。
那兩者的區(qū)別其實就是樹脂的不同,使得獲得的碳纖維復(fù)合材料的性能不同,不能說誰好誰不好,更多的是看應(yīng)用的行業(yè)領(lǐng)域需要的性能表現(xiàn),再就是可回收利用的上面,那現(xiàn)階段熱塑性碳纖維更多的還是以高性能的 中應(yīng)用比較多,我們常見的碳纖維制品還是以熱固性碳纖維復(fù)合材料為主,這其實是跟熱塑性碳纖維的技術(shù)還在研發(fā)以及費用很貴有很大關(guān)系。推薦閱讀:碳纖維表面如何拋光