热塑性碳纤维复合材料有望在未来取代热固性碳纤维复合材料,因为它们具有更好的综合性能并且有利于回收利用。不过现阶段由于技术因素还不能量产,但这并不妨碍我们了解热塑性碳纤维复合材料,所以我们可以从它的分类入手,按树脂类型我们有:
(1)PEEK:聚醚醚酮刚性高,尺寸稳定性好,线膨胀系数小,能承受很大的应力,不会随时间显着膨胀,而且其密度小,加工性能好,适用于对细度要求高的场合的部分。聚醚醚酮本身是耐热性较好的热塑性树脂之一,其长期工作温度甚至可以达到250摄氏度,在这样的高温环境下其力学性能基本不受影响。此外,聚醚醚酮具有良好的生物相容性,未来可用于骨科医学领域。
(2)PPS:聚苯硫醚具有良好的机械性能,同时还具有良好的耐腐蚀性和自阻燃性,因此常用作各种高性能复合材料的基体材料。碳纤维增强聚苯硫醚复合材料的力学性能也受碳纤维含量的影响。在一定阈值下,碳纤维含量越大,承受外部载荷的能力越强。
(3) TPI:热塑性聚酰亚胺不仅保留了传统热固性聚酰亚胺的高强度、耐高温、耐化学腐蚀、良好的介电性能和耐辐射等特性,而且在韧性和热加工成型方面具有更加突出的优势,并且除热成型外,还可挤出或注塑成型。从热塑性碳纤维复合材料的现有技术来看,其综合性能确实超过热固性碳纤维复合物,但它有一个很大的问题需要克服,即如何容易地制备更稳定的热塑性炭纤维复合材料。由于热塑性树脂的熔点较高,因此更难与连续的碳纤维丝束融合,因此研究人员需要更多的时间和精力来找到相应的解决方案。