【科普知识】热塑性碳纤维复合材料是否会取代热固性碳纤维材料

来源：中国复合材料学会

碳纤维复合材料根据树脂基体的不同，可分为热塑性碳纤维复合材料和热固性碳纤维复合材料两大类，目前，市场上应用的还是以热固性碳纤维复合材料为主，尤其是以环氧树脂基碳纤维复合材料居多。

与热固性碳纤维复合材料相比，热塑性碳纤维复合材料的优势表现于以下几个方面：

一是可回收性，热塑性碳纤维复合材料在达到一定熔点后，可以实现二次成型，而热固性碳纤维复合材料不具备这种特性，无法实现回收利用；

二是热固性碳纤维复合材料预浸料需要低温保存，而热塑性碳纤维复合材料在储存期、储存条件等方面没有要求；

三是热塑性碳纤维复合材料制品在成型过程中与热固性碳纤维复合材料发生的反应不同，在成型周期上时间更短，生产效率相对更高。

既然热塑性碳纤维复合材料的优势如此明显，那么其是否会取代热固性碳纤维复合材料呢？对此问题，答案是否定的，其认为有以下几个原因：

首先，热塑性碳纤维复合材料与热固性碳纤维复合材料在应用场景上有一定的区别。热固性碳纤维从上世纪80年代至今，已经在一些领域取得了比较成熟的应用，例如，在体育运动和休闲领域。而且，碳纤维增强复合材料的应用主要着眼于产品需求，除了高强度、轻量化、耐腐蚀之外，耐磨性、阻燃性、导电性等等也都是必须考虑的重要参数。

树脂基体不同，复合材料的性能表现也各不相同，热塑性碳纤维复合材料与热固性碳纤维复合材料具有重合的应用领域，也有各自相对独立的应用领域。

其次，热塑性碳纤维复合材料的应用成本比热固性碳纤维复合材料要高。热塑性树脂基体种类很多，一些高端的热塑性树脂的价格是环氧树脂的数十倍。除了材料本身价格比较贵以外，热塑性碳纤维复合材料制品的制造成本也更高，因为热塑性树脂与连续性碳纤维的熔融比较难，技术要求高，工艺更复杂，所以，目前国内的热塑性碳纤维还是以粉末或者短切碳纤维增强的方式来应用的。

再者，热塑性碳纤维复合材料的应用市场还处在孵化期，更多的应用领域还未显现。一直以来，囿于制造技术和应用成本，热塑性碳纤维复合材料主要用在航空航天领域，仅有少数几种热塑性碳纤维复合材料在汽车制造领域有所应用。

可以说，热塑性碳纤维复合材料并未得到真正的、深入的、大范围的应用，热塑性碳纤维复合材料要想同热固性碳纤维复合材料那样在轨道车辆、工业制造、智能机械以及医疗设备中取得广泛的应用，还需要相当长的时间。

文章来源：挪恩复材

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