碳纤维复合材料拥有优异的力学性能从而在原材料行业大放异彩,成功的在复合材料这里占据了绝对的地位,碳纤维复合材料其实是由碳纤维丝束跟树脂结合的新型复合材料,那因为树脂的不同也就有了热塑性碳纤维复合材料和热固性碳纤维复合材料的两大分类,现阶段使用的比较多的就是热固性碳纤维,热塑性碳纤维国内的研发还处于初期阶段,那这两种因为树脂不同的碳纤维复合材料区别在哪里呢?本文来给大家说说。
(碳纤维丝束)
先来认识一下碳纤维复合材料,碳纤维复合材料的增强体是一根根碳纤维丝束,每一根碳纤维丝束只有头发丝的三分之一大小,那这么多的碳纤维丝,存在各向异性,作为一个整体的,如果不固定到一起的话,就会出现断裂分层的情况,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,这个时候就发现原来是树脂的问题,也就有了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。
那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160摄氏度左右。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,因为树脂不一样,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,并且在一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。
那两者的区别其实就是树脂的不同,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,再就是可回收利用的上面,那现阶段热塑性碳纤维更多的还是以高性能的 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,这其实是跟热塑性碳纤维的技术还在研发以及费用很贵有很大关系。推荐阅读:碳纤维表面如何抛光