熱塑性復合材料中增強材料有哪些

　　什么是熱塑性復合材料？
　　近年來，基于熱塑性樹脂的纖維增強熱塑性復合材料發展迅速，世界范圍內正在掀起研究和開發這種高性能復合材料的高潮。熱塑性復合材料是指以熱塑性聚合物(如聚乙烯(PE)、聚酰胺(PA)、聚苯硫醚(PPS)、聚醚酰亞胺(PEI)、聚醚酮(PEKK)、聚醚醚酮(PEEK)為基體，以各種連續/不連續纖維(如碳纖維、玻璃纖維、芳綸纖維)為增強材料制成的復合材料。
　　熱塑性脂肪基復合材料主要包括長纖維增強顆粒材料(LFT)、連續纖維增強預浸料MT和玻璃纖維增強熱塑性復合材料(CMT)。根據不同的應用要求，樹脂基體包括PPE等熱塑性工程塑料。PAPRT、PELPCPES、PEEKPI、PA等。，維度類別包括所有可能的纖維品種，如玻璃干維纖和硼維。隨著熱塑性樹脂基復合材料技術的破碎成熟和回收利用的發展，該品種的回收材料發展迅速，歐美發達國家的熱熔膠已占樹基復合材料總量的30%以上。
　　熱塑性基質
　　熱塑性基體是一種熱塑性材料，具有良好的力學性能和耐熱性，可用于制造各種工業用品。熱塑性基體的特點是高強度、高耐熱性和良好的耐腐蝕性。
　　目前航空領域使用的熱塑性樹脂主要是耐高溫高性能樹脂基體，包括PEEK、PPS和PEI。其中，非晶態PEI由于加工溫度和加工成本較低，比成型溫度高的半晶態PPS和PEEK在飛機結構中的應用更廣泛。
　　熱塑性樹脂具有較好的機械性能和耐化學腐蝕性、較高的使用溫度、較高的比強度和硬度、優異的斷裂韌性和損傷容限、優異的耐疲勞性、能夠成型復雜的幾何形狀和結構、導熱系數可調、可回收利用、惡劣環境下穩定性好、可重復成型、可焊接和可修復等特點。
　　由熱塑性樹脂和增強材料組成的復合材料具有耐久性、高韌性、高抗沖擊性和損傷容限性；纖維預浸料無需低溫儲存，預浸料儲存期無限；成型周期短，可焊接，生產效率高，易于維修；廢品可以回收利用；產品設計自由度大，可制成復雜形狀，具有成型適應性廣等諸多優點。

　　強化刺激
　　熱塑性復合材料的性能不僅取決于樹脂和增強纖維的性能，還取決于纖維增強的方式。熱塑性復合材料的纖維增強有三種基本方式:短纖維增強、長纖維增強和連續纖維增強。
　　一般來說，短纖維增強纖維的長度為0.2~0.6mm，短纖維看起來更像粉末，因為大部分纖維的直徑小于70 μ m，短纖維增強熱塑性塑料一般是將纖維混合到熔融的熱塑性塑料中制成?；|中的纖維長度和隨機取向使得實現良好的潤濕相對容易。與長纖維和連續纖維增強材料相比，短纖維復合材料Z容易制造，但對力學性能的改善Z少。短纖維復合材料傾向于通過模塑或擠出形成Z終部件，因為短纖維對流動性影響很小。
　　長纖維增強復合材料的纖維長度一般在20mm左右，通常是用樹脂浸漬連續纖維，切割成一定長度而成。常用的工藝是拉擠工藝，即將纖維和熱塑性樹脂混合的連續粗紗通過專用成型模具拉伸。目前FDM印刷成型的長纖維增強PEEK熱塑性復合材料結構性能可達200MPa以上，模量可達20GPa以上，注射成型性能會更好。
　　連續纖維增強復合材料中的纖維是“連續的”，長度從幾米到幾千米不等。連續纖維復合材料通常主要提供層壓材料、預浸帶或編織物，并且通過用所需的熱塑性基質浸漬連續纖維來形成。
　　纖維增強復合材料有什么特點？
　　纖維增強復合材料是由玻璃纖維、碳纖維、芳綸纖維等增強纖維材料與基體材料纏繞成型或拉擠成型而成的復合材料。根據增強材料的不同，常見的纖維增強復合材料分為玻璃纖維增強復合材料(GFRP)、碳纖維增強復合材料(CFRP)和芳綸纖維增強復合材料(AFRP)。
　　纖維增強復合材料具有以下特點:(1)高比強度和大比模量；(2)材料性能是可設計的；(3)耐腐蝕性和耐久性好；(4)熱膨脹系數與混凝土相似。這些特點使FRP材料能夠滿足大跨度、高聳、重載、輕質高強、工作條件惡劣等現代結構的需要，也符合現代建筑工業化發展的要求，因此越來越廣泛地應用于民用建筑、橋梁、公路、海洋、水工結構和地下結構等各個領域。