热塑性碳纤维为何备受瞩目

　　在过去的十年内，热固性碳纤维增长迅猛，从2016年开始，国际风电叶片代工逐渐由欧洲转向国内，该领域碳纤维需求激增，带动我国碳纤维需求量稳定增长。数据显示，我国碳纤维需求量由2016年的2.0万吨增长至2022年的7.75万吨，复合年均增长率达24.6%。然而在高性能的热塑性碳纤维板块的速度却非常的慢，从碳纤维需求量中可以看到2021年/2022年我国对碳纤维需求占比较高的领域是风电叶片与体育休闲，需求量占比分别是36%、28%，在航空航天领域占比仅为3%。但随着我国碳纤维技术的提升以及航空航天的发展，碳纤维需求量将会进一步扩大。而且是对高性能碳纤维材料的需求，热塑性碳纤维就满足这样的条件，这促使了我们面对困难依然要进行高性能热塑性碳纤维研究的根本。

数据引用：中商产业研究院

　　碳纤维市场规模也在逐年扩大，传统热固性碳纤维复合材料的竞争愈演愈烈，一方面是成本角度来赢得更大市场竞争力，这在大丝束上体现明显，另外一方面就是从碳纤维性能角度出发，有从增强体角度小丝束碳纤维的研发，也有从基体树脂角度出发的研发路线。

　　在采用热塑性树脂作为基体的研究中困难丛丛，但依然需要前行。从性能表现角度看，热塑性碳纤维带来的收益却非常高，这是热塑性碳纤维研发的意义所在。高性能的热塑性树脂在机械性、耐高温性等多方面表现出了不俗优势，比如在航空航天应用中的碳纤维，要求树脂基体的Tg值高于177，机械强度上面抗拉强度高于70MPa，抗张模量大2GPa，另外其损失容限也要更低，这才能满足航空航天应用中更薄的结构下的轻量化同时还有更好的安全性。

　　热塑性树脂替代热固性树脂在性能上进行提升之外，也能够使得碳纤维复合材料带来更多可能性，热塑性碳纤维能够通过熔融实现重塑的优势，也是我们说到的可回收利用性能。热塑性树脂的特殊性，在成型后的产品，也不破坏树脂的内部分子结构，能够通过熔融重组进行材料的回收利用。研究热塑性聚酰胺材料，进行性能比对，整个的性能不会低于85%，这就给碳纤维在环保可回收上带来了新的突破。热塑性的特性，也能够在产品固化上面带来收益，

　　此外热塑性的方式让碳纤维制品在产品制作上面，能够具有更多的可行性，传统的热固性碳纤维结构件往往是进行胶接的方式实现跟金属部件的连接，但是热塑性就能够直接进行软化焊接到金属管件上面，带来更多的设计可能性。

　　第二十四届中国国际复合材料展览会上，智上新材就专门进行了热塑性连续碳纤维单向带的展出，是国内率先完成该项技术的生产厂家，受到众多同行以及下游客户的关注，纷纷驻足。

　　既然热塑性碳纤维如此具有优势为什么大家不都研发，而只有这几家碳纤维领域的公司在进行该项研究呢，这里面就涉及到热塑性碳纤维的技术问题，存在难浸渍的问题，需要投入大量的时间、资金设备、高端人才的综合下才能进行。

　　比如技术上面，单纯的一项树脂浸渍就把很多人给拒之门外，传统的热固性树脂在没固化之前表现出低粘度的特性，比较容易的就完成了碳纤维的浸渍。而热塑性树脂材料，其粘度比较高，在碳纤维内流动就是一大难题。通过跟智上新材的科研杨总沟通下，了解到，是可以通过熔融的方式来降低树脂的粘度，从而完成浸渍，但是如果在熔融的时候温度过高的话，又容易导致热塑性树脂氧化与降解，这里就要对每一种热塑性树脂的特点以及它们不同含量下不同的工艺调整，都是需要大量的理论知识结合实践知识才能解决。

　　在这样的工艺要求下，设备的要求也非常的高，传统的热固性设备没办法满足，需要大量的资金投入。另外在不断的技术研发中，热塑性树脂的损耗也比较高，再加上高模量的碳丝，综合实际的成本上就非常的高，这也劝退了很多想要进入这个领域的企业。

　　因此热塑性碳纤维的成功量产，就受到了非常多人的关注。热塑性碳纤维复合材料的研究无论是民用领域还是军用领域都有着广泛的应用，对于国家的发展具有极其重要的意义。CF 增强热塑性复合材料是未来研究的重点之一。必须要发展自己的材料技术，以防止国外通过碳纤维复合材料来阻碍我国的发展，备受瞩目是必然的事情。