熱塑性碳纖維復(fù)合材料是如何分類的？
熱塑性碳纖維復(fù)合材料未來有望替代熱固性碳纖維復(fù)合材料，因?yàn)樗木C合性能更好，而且有利于回收再利用。不過現(xiàn)階段因?yàn)榧夹g(shù)因素還未能批量生產(chǎn)，但這不妨礙我們認(rèn)識熱塑性碳纖維復(fù)合材料，我們可以先從它的分類開始。
按碳纖維形態(tài)劃分熱塑性碳纖維復(fù)合材料
1、短切碳纖維：短切碳纖維是由碳纖維長絲經(jīng)纖維切斷機(jī)短切而成，具有分散均勻、工藝簡單等的優(yōu)點(diǎn)，可以應(yīng)用于碳纖維長絲所不適合的特殊領(lǐng)域。短切碳纖維的標(biāo)準(zhǔn)長度是1mm—100mm，纖維直徑7μm，拉伸強(qiáng)度3500MPa，拉伸模量228GPa，密度1.75g/cm3。
2、長切碳纖維：長切碳纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料是用連續(xù)纖維無捻粗紗與熱塑性塑料通過擠出、造?；蛑破椒ㄖ瞥砂氤善罚俳?jīng)注射或模壓成型為制品。單個(gè)長度比短切更長一些，性能相仿。
3、連續(xù)碳纖維：連續(xù)碳纖維熱塑性復(fù)合材料才是未來發(fā)展的重要方向，在性能表現(xiàn)上更突出，是高端領(lǐng)域急需的新型材料之一。
按樹脂種類劃分熱塑性碳纖維復(fù)合材料
1、聚醚醚酮（PEEK）：聚醚醚酮?jiǎng)傂愿摺⒊叽绶€(wěn)定性好、線膨脹系數(shù)小、能承受極大的應(yīng)力，不會(huì)因時(shí)間的延長而產(chǎn)生明顯的延伸，而且其密度小，加工性能好，適宜于對精細(xì)度要求高的部件。聚醚醚酮本身就是熱塑性樹脂中耐熱性較好的一種，長期的工作溫度甚至能達(dá)到250攝氏度，在這樣的高溫環(huán)境下，其力學(xué)性能基本不受影響。另外聚醚醚酮還有較好的生物相容性，未來可以應(yīng)用于骨科醫(yī)療領(lǐng)域。
2、聚苯硫醚(PPS)：聚苯硫醚力學(xué)性能較好，還具有不錯(cuò)的耐腐蝕性和自阻燃性等，所以常常被用作各類高性能復(fù)合材料的基體材料。碳纖維增強(qiáng)聚苯硫醚復(fù)合材料的各項(xiàng)力學(xué)性能也受碳纖維含量的影響，在一定閾值下，碳纖維含量越大，承擔(dān)外力載荷的能力也就越強(qiáng)。
3、熱塑性聚酰亞胺(TPI)：熱塑性聚酰亞胺不僅保留了傳統(tǒng)熱固性聚酰亞胺的高強(qiáng)度、耐高溫、耐化學(xué)腐蝕、介電性好、抗輻射等特性，而且在韌性和熱加工成型方面更具有突出優(yōu)勢，除了熱模壓成型外，還可以采用擠出或注射成型的方式。
從現(xiàn)有的熱塑性碳纖維復(fù)合材料技術(shù)來看，它的綜合性能確實(shí)超過熱固性碳纖維復(fù)合材料，但它卻有一個(gè)很大的問題需要克服，那就是如何輕易制備較為穩(wěn)定的熱塑性碳纖維復(fù)合材料。因?yàn)闊崴苄詷渲娜埸c(diǎn)更高，與連續(xù)碳纖維絲束融合的難度更大，所以科研人員需要更多的時(shí)間和精力才能找到對應(yīng)的解決方案。
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