碳纤维是一种存在了上百年的材料,但是对于材料世界而言,它依然是一个“新人”。碳纤维机械性能出众,但它目前的应用价值并没有被全部开发出来,还需要后续的研究和实验。目前普遍认为热塑性碳纤维是未来发展的重要方向,那它与现阶段主流的热固性碳纤维相比,优势在哪里呢?
 
 
    热塑性碳纤维对比热固性碳纤维,优势在哪?
 
    热塑性和热固性碳纤维,其实都是指代碳纤维复合材料,是2种不同的分支。树脂基碳纤维复合材料是由碳纤维丝和树脂基体融合而成,其中树脂就有热塑性和热固性之分,对应各自的碳纤维复合材料。
 
    与热固性碳纤维复合材料相比,热塑性碳纤维复合材料的机械性能会有一定的提升,但更被寄予厚望的,除了机械性能,还有下面的这些。
 
    1、可重复加工:热塑性碳纤维复合材料可以多次加热和重新成型,而不会降低其机械性能。这使得零件可以重塑、修复和回收,与热固性复合材料相比,它们更具通用性和成本效益,热固性复合材料一旦固化就不可逆。
 
    2、加工速度更快:与热固性碳纤维复合材料相比,热塑性碳纤维复合材料的加工时间更短。它们可以快速加热和冷却,从而在成型和成型等制造过程中实现更快的循环时间。这导致提高的生产效率和降低的制造成本。
 
    3、抗冲击性更强:热塑性树脂基体具有固有的韧性和抗冲击性,因为它们能够在应力下变形而不破裂。这一特性使热塑性碳纤维复合材料更能抵抗冲击损坏,降低分层风险并确保更好的整体结构完整性。
 
    4、耐化学性更好:与热固性树脂相比,热塑性树脂表现出优异的耐化学性。它们对刺激性化学品、溶剂和燃料的耐受性更强,可以让热塑性碳纤维复合材料适用于腐蚀性环境中的应用,例如化学加工、航空航天和汽车工业。
 
    5、可进行焊接:热塑性碳纤维复合材料可以使用部分焊接技术连接,包括超声波焊接、热气焊接和激光焊接。这样可以实现高效且坚固的零件连接,无需额外的紧固件或粘合剂。相比之下,热固性碳纤维复合材料需要更复杂的粘合方法,例如粘合剂或机械紧固接头。
 
    6、具备可回收性:热塑性碳纤维复合材料具有高度可回收性,可以多次熔化和再加工,而不会显着降低性能,从而可以回收和再利用碳纤维增强材料。此功能通过减少浪费和原始材料的消耗来符合可持续发展目标。
 
    热塑性和热固性碳纤维复合材料的性能在伯仲之间,但前者具备的可重复使用和可回收利用的特性,决定了它才是碳纤维产业长远发展的重要方向之一。环保是一个永恒的主题,热塑性碳纤维复合材料与这一主题的契合度更高,但同样它的难度也更高。
 
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