连续碳纤维增强热塑性复材预浸料性能、工艺及进展

连续碳纤维增强热塑性复合材料是由连续性碳纤维与PPS、PEEK、PEI、PI、PEKK等不同高端热塑性树脂复合而成，不但保留了工程塑料原有的的高抗冲击性等优良性能，还充分发挥出碳纤维低密度、高强度、耐腐蚀等优良特性，使这一复合材料能够经受高温、高压等特殊环境的考验，可以为航空工业、交通运输、医疗防护、高端民用器械等领域提供轻量化、高性能的配套服务。

碳纤维复合材料单向预浸带

连续碳纤维增强热塑性复合材料预浸料因选用的树脂基体、复合材料配比以及制作工艺的不同，在性能表现方面存在差异。除了都有极高的比强度和比模量外，有的因为刚性苯环以及柔性的醚键而具有良好的介电透射性，可以作为轻质高强的透波材料。例如，以PPS等热塑性树脂为基体的连续碳纤维增强热塑性预浸料在0.1MHz-50GHz 范围内具有良好的吸波性能，可用于战斗机的某些部位；又如，PES树脂本身具有一定的雷达射线透过率，因此这类碳纤维预浸料可用于雷达天线罩的原材料；以PEEK等树脂为基体的碳纤维预浸料除了在导弹壳体和军用装备方面广受欢迎外，在高端医疗器械等民用领域方面，应用潜力巨大。

连续碳纤维增强热塑性预浸料

虽然连续碳纤维增强 PPS、PEEK等高性能热塑性复合材料预浸料的制备技术日益完善，但是国内能够实现批量化稳定生产的企业极少。迫于外限内需的形势，以无锡智上新材为代表的本土科研企业通过不断的探索和不懈的努力，成功开发出采用熔融浸渍法制备连续碳纤维增强热塑性预浸料的配套生产线，目前已初步实现了产业化目标。

连续碳纤维增强热塑性复合材料预浸料

熔融浸渍法是连续碳纤维增强热塑性复合材料预浸料重要的制备工艺之一，对于熔融浸渍法来说，浸渍的均匀性、树脂含量的稳定性比较难以控制，如何实现 PPS、PEEK等高黏度树脂熔体对连续碳纤维束的均匀、充分浸渍是关键技术点。目前主要依靠对浸渍模具和碳纤维展纱装置的改进来解决这个问题。除此之外，结合浸渍理论探究热塑性树脂熔体在碳纤维中的具体流动过程，并由此确定浸渍工艺参数是保证预浸料成品性能稳定的有效方法。

热塑性碳纤维板

不过，因为种类不同、型号不同的热塑性树脂在实际制备过程中，需要不断调控参数，这使得连续碳纤维增强热塑性预浸料的制备工艺愈加复杂。无锡智上新材目前已开发出连续碳纤维增强PPS、PEEK系列，其它系列也在陆续试样中。CF增强的PPS/PEEK系列复合材料预浸料成品强度比金属高4-5倍，重量比传统金属轻40%-60%，在耐高温、耐腐蚀、抗冲击性能、可塑性、自润滑、耐磨损、X透光性等性能方面，比同类产品均有不同程度的提升，不久的将来，即可以更低的应用成本替代国外同类产品。

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