聚苯硫醚（PPS）是一種高性能的熱塑性樹脂，可耐高溫、耐腐蝕，同時吸濕率也比較低，是比較理想的碳纖維復(fù)合材料的熱門樹脂之一。熱塑性CF/PPS可以大幅提升PPS的性能優(yōu)勢，是航空航天上比較理想的復(fù)合材料。
 

 
熱塑性CF/PPS的研究，國外開展的比較早，累積了較多的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，目前國內(nèi)還處于起步階段，科研水平、實(shí)驗(yàn)探索的進(jìn)程還比較慢，加上碳纖維原絲制備等方面的因素，導(dǎo)致我們落后于歐美國家一大截，好在我們已經(jīng)意識到了問題的嚴(yán)重性，已經(jīng)在大力追趕了。
 
目前國內(nèi)的實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)可以制成熱塑性CF/PPS預(yù)浸帶，并且保持其性能的相對穩(wěn)定，但是還沒有到大批量生產(chǎn)的程度。熱塑性CF/PPS的優(yōu)勢在于性能更強(qiáng)，可回收再造，但是具體好在哪里，還需要通過研究和數(shù)據(jù)來證實(shí)。
 
熱塑性CF/PPS預(yù)浸帶對板材性能的影響
 
熱塑性CF/PPS復(fù)合材料板的層壓過程也是PPS樹脂再浸漬碳纖維的過程，樹脂的浸潤程度越高，界面粘性越強(qiáng)，那復(fù)合材料的綜合性能也就越好。而且碳纖維單向預(yù)浸帶的鋪層方向、鋪層設(shè)計(jì)對于性能的影響也比較明顯。
 
連續(xù)碳纖維與PPS基體樹脂的粘結(jié)性對板材的性能影響更為明顯，其界面粘結(jié)強(qiáng)度越大，板材的整體抗外界破壞能力越強(qiáng)。
 
在制備熱塑性CF/PPS預(yù)浸帶的過程中，如何保持碳纖維絲束與樹脂的均勻分布是個難題。過于集中或樹脂富集，預(yù)浸帶局部產(chǎn)生殘余應(yīng)力，板材承重后，容易出現(xiàn)層間分離的情況；相反如果過于稀疏或局部沒有樹脂覆蓋，更容易出現(xiàn)凹陷斷裂的情況。
 
熱塑性碳纖維板
 
熱塑性CF/PPS預(yù)浸帶對管材性能的影響
 
碳纖維管材是另外一種應(yīng)用廣泛的制品，熱固性碳纖維管是利用預(yù)浸帶纏繞芯模上，經(jīng)過設(shè)備卷制成型的，而將原先的環(huán)氧樹脂類碳纖維預(yù)浸帶替換成熱塑性CF/PPS預(yù)浸帶，是否會有所不同？性能上是否也會有差距？
 
我們知道熱塑性CF/PPS預(yù)浸帶與纏繞管的性能密切相關(guān)，如果熱塑性CF/PPS預(yù)浸帶中的絲束和樹脂分布不均勻，那再纏繞成型的過程中就會發(fā)生重疊或留空的情況，碳纖維管材的密度自然也不會均勻，整體的穩(wěn)定性較差。
 
其實(shí)說了這么多，不管是管材還是板材，核心性能還是來自碳纖維原絲及樹脂本身，碳纖維原絲從短切變成連續(xù)，熱固性環(huán)氧樹脂變成熱塑性聚苯硫醚樹脂，從理論上來說綜合性能肯定是熱塑性CF/PPS的更強(qiáng)。但是如何保證PPS在熔化后與碳纖維絲束更均勻的融合，形成性能更加穩(wěn)定的復(fù)合材料，說起來容易，做起來就難了。
 
目前國內(nèi)已經(jīng)攻克了這個難題，采用熔融浸漬法技術(shù)制備的熱塑性CF/PPS預(yù)浸帶，螺桿擠出設(shè)備在輸送熔融的聚苯硫醚樹脂時，能夠提供充分的浸漬動力，通過提升PPS樹脂的流動性，增強(qiáng)PPS熔體對碳纖維絲束的全面包覆和浸漬效果，有效保證了預(yù)浸帶的質(zhì)量穩(wěn)定性。可以預(yù)見，熱塑性CF/PPS預(yù)浸帶制成的熱塑性碳纖維板、管的批量化進(jìn)程有望早日實(shí)現(xiàn)。