從上世紀(jì)80年代開始，碳纖維作為先進(jìn)的復(fù)合材料之一在全球掀起了應(yīng)用熱潮，隨著T300、T700等型號碳纖維原絲開始量產(chǎn)，熱固性的碳纖維復(fù)合材料應(yīng)用快速發(fā)展，尤其是環(huán)氧樹脂基碳纖維復(fù)合材料。反觀熱塑性碳纖維復(fù)合材料，在國外已經(jīng)開始大力推行，但是在國內(nèi)，熱塑性碳纖維的應(yīng)用推進(jìn)似乎還未進(jìn)入狀態(tài)。那么熱塑性碳纖維復(fù)合材料是否值得去推進(jìn)應(yīng)用呢？

首先，熱塑性碳纖維材料比熱固性碳纖維復(fù)合材料成本要高，并且制作工藝要求也比較高，大多數(shù)熱塑性樹脂在熔融溫度下黏度較高，無法很好的浸漬碳纖維，所以在制作上存在著難度，一定程度上限制了一些技術(shù)和生產(chǎn)條件不夠的企業(yè)加入，所以導(dǎo)致很多企業(yè)在應(yīng)用上望而卻步。其次，在國內(nèi)對熱塑性碳纖維復(fù)合材料的認(rèn)識存在著片面性，所以導(dǎo)致其性能優(yōu)勢并沒有得到重視和開發(fā)。

熱塑性碳纖維復(fù)合材料

目前，熱塑性碳纖維復(fù)合材料主要在高端領(lǐng)域有應(yīng)用，如航空航天、醫(yī)療等領(lǐng)域，其他領(lǐng)域很少有涉及。市場上應(yīng)用較多的還是熱固性碳纖維復(fù)合材料，但其存在著成型周期長、沖擊韌性差、預(yù)浸料存放時(shí)間短、產(chǎn)品局部修復(fù)難、不可重復(fù)利用等缺點(diǎn)，而這些缺點(diǎn)恰恰是熱塑性碳纖維復(fù)合材料能給彌補(bǔ)的，所以理論上推進(jìn)熱塑性碳纖維復(fù)合材料的應(yīng)用還是很有必要的。

高性能熱塑性碳纖維復(fù)合材料采用的樹脂基體在耐熱性和機(jī)械強(qiáng)度方面都展示出普通熱固性樹脂難以比擬的性能優(yōu)勢。例如在航天、航空領(lǐng)域中使用的熱塑性碳纖維復(fù)合材料，其樹脂基體的Tg值須大于177，在機(jī)械強(qiáng)度方面，通常要求抗拉強(qiáng)度大于70MPa，抗張模量大2GPa，個(gè)別情況下要求能分別達(dá)到100 MPa和3GPa。另外，熱塑性碳纖維復(fù)合材料的韌性可以在滿足飛機(jī)控制表面和機(jī)身薄型結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上保持著更好的損傷容限和更輕的結(jié)構(gòu)。在醫(yī)療領(lǐng)域，則表現(xiàn)為有著更好的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和人體相容性。

傳統(tǒng)熱固性碳纖維復(fù)合材料需要用緊固件或者膠粘的方式實(shí)現(xiàn)部件之間的連接，熱塑性則可以直接焊接在一起，省去了緊固件的重量與成本，更好的實(shí)現(xiàn)輕量化。并且熱塑性碳纖維材料可以通過熔融重塑實(shí)現(xiàn)循環(huán)利用，雖然目前還未有批量回收利用的案例，但在理論上為其回收利用提供了新思路。

熱塑性碳纖維復(fù)合材料在國內(nèi)的市場應(yīng)用需求仍然存在，并且也在持續(xù)增長，國際市場并不能滿足國內(nèi)的需求。只有加大技術(shù)和資金投入，在學(xué)習(xí)和借鑒國際同行的基礎(chǔ)上，不斷的開發(fā)熱塑性碳纖維復(fù)合材料的制造水平和工藝技術(shù)，才能有效降低成本，開拓出更大的應(yīng)用空間，這也是國內(nèi)發(fā)展高性能熱塑性碳纖維復(fù)材的現(xiàn)實(shí)意義所在。