В последние годы легким материалам уделяется большое внимание при производстве различных промышленных компонентов, особенно автомобильной и аэрокосмической техники. В частности, композиты из армированного волокном полимера (FRP) проложили подходящий путь к успешной альтернативе компонентам из тяжелых металлов.

Обычный FRP основан на эпоксидных смолах и армирован высокоэффективными волокнами, такими как углеродные волокна. Однако утилизация композитов на основе эпоксидной смолы по окончании срока их службы довольно сложна. С другой стороны, термопласты дешевле, их легче обрабатывать и перерабатывать. Материалы из углеродного волокна обладают такими преимуществами, как высокая прочность, низкая плотность, высокий удельный модуль, малая плотность, высокая термостойкость, химическая стойкость, низкий ток, высокая теплопроводность, а также отличные функции демпфирования вибрации и шума, которые широко используются в инженерной области. . В FRP матричный полимер действует как непрерывная фаза, а армирующие волокна действуют как прерывистая фаза.

В зависимости от типа полимера композит может быть термореактивным или термопластичным.
Процессы производства композитов с термореактивной матрицей и композитов с термопластической матрицей сильно различаются: первый требует отверждения, а второй - простого процесса плавления и охлаждения. В настоящее время наиболее используемыми материалами в Китае являются композиты, изготовленные из термореактивных композитов из углеродного волокна. В то же время технология термического отверждения получила более полное развитие и применение в Китае.
Напротив, технология формования термопластичных композитов из углеродного волокна все еще находится в зачаточном состоянии, и еще есть возможности для дальнейшей оптимизации, а также высокие производственные затраты и все более высокие требования к процессу и технологии.
Термопластичные углеволоконные материалы обладают незаменимыми преимуществами:
1) Высокая ударопрочность (в 10 раз выше, чем у термореактивных);
2) Термопластичные углеродные волокна могут быть переработаны;
3) Если мы сможем решить проблему, связанную с тем, что смолы не плавятся легко друг с другом, мы сможем завершить второе литье под давлением.
Это упрощает процесс формования и улучшает механические свойства.



Термопластичная смола является одним из наиболее распространенных матричных материалов в материалах из углеродного волокна, обладающим характеристиками размягчения под воздействием тепла, плавления под действием тепла и стабильного затвердевания после охлаждения, а также может плавиться при высокой температуре и многократно затвердевать после охлаждения. Термопластичные смолы обладают превосходной коррозионной стойкостью, вязкостью разрушения, устойчивостью к повреждениям и ударопрочностью, а также имеют небольшой размер. В последние годы углеродное волокно в качестве армирующего элемента и его термопластический материал в качестве матрицы широко используются во многих аспектах гражданского и военного строительства в Китае.

Термопластичные композиты, армированные углеродным волокном, имеют историю развития в последние десятилетия, и было разработано множество различных методов формования. В настоящее время наиболее распространенными традиционными методами формования в обрабатывающей промышленности являются: формование банок горячим прессованием, пултрузионное формование, формование намоткой и так далее. Хотя этот традиционный метод производства формования применим к широкому спектру технологий высокого уровня, но себестоимость производства высока, эффективность низкая. В последние годы появилось множество новых методов формования, включая автоматическое распространение формования оптического волокна, ультразвуковую быструю консолидацию, лазерную консолидацию и формование электронным лучом, вакуумное формование, а также 3D-печать и другие технологии формования.