深圳市高为碳纤维复合材料有限公司
联系人：陈先生 电话：189 238 77411
地址：深圳市龙岗区宝龙街道龙东社区龙湖路89号A栋404
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高为碳纤维
碳纤维复合材料：结构优化与性能提升
复合材料是由两种或者两种以上的独立组分材料经复合工艺制成的一种多组分材料。其中，分散相为增强体，连续相为基体。复合材料的优势在于保持各组分的原有性质的同时，相互取长补短，以提升综合性能，创造出新一代先进复合材料。在众多的增强纤维中，碳纤维由于其综合性能的突出表现，成为五大增强纤维中的佼佼者。
碳纤维复合材料以其高比强度（强度/密度）和比模量（模量/密度）而闻名，广泛应用于无人机、医疗床板、体育器材等领域。随着科学技术和市场需求的进步，对碳纤维复合材料的功能特性要求也越来越高，例如耐磨性、电磁屏蔽性和耐热性等。
为了满足不同领域的需求，碳纤维复合材料主要分为碳纤维增强热固性树脂复合材料（CFRTS）、热塑性树脂复合材料（CFRTP）、碳纤维增强碳基复合材料（C/C）、碳纤维增强金属基复合材料（CFRM）、碳纤维增强陶瓷基复合材料（CFRC）和碳纤维增强橡胶复合材料（CFRR）。在博实的产品应用中，碳纤维增强树脂基复合材料得到了广泛应用，下面将对其进行简单介绍。
碳纤维增强树脂基复合材料的基体树脂主要分为两大类，一类是热固性树脂（TS），另一类是热塑性树脂（TP）。热固性树脂由反应性低分子量预聚体或带有活性基团高分子量聚合物组成，通过固化剂或热作用进行交联和缩聚，形成不溶不熔的交联体型结构。常见的热固性树脂有环氧树脂，其活性环氧基与固化剂作用形成固态结构。
热塑性树脂由线型高分子量聚合物组成，在一定条件下可溶解和熔融，只发生物理变化。常见的热塑性树脂有聚乙烯、尼龙等。高性能热塑性树脂如聚醚醚酮（PEEK）具有良好的耐热性，成型工艺较难，价格较高，主要应用于航空航天和高端医疗领域。
常见的热固性树脂包括环氧树脂、聚酰亚胺树脂（PI）、双马来聚酰亚胺树脂（BMI）、酚醛树脂以及不饱和聚酯等。其中，环氧树脂应用广泛，是目前碳纤维增强树脂基复合材料的主要基体树脂。环氧树脂是一种具有环氧基团的低聚物，与固化剂作用形成三维网络状结构的固体。其具有活性环氧基、羟基和醚基等化学结构，具有强大的粘接力，可以将增强纤维牢固粘接为一体，使其成为承载外力的整体。在碳纤维环氧树脂基复合材料的固化过程中，可以形成高交联密度的三维网状结构，固化收缩率小（一般小于2%），具有较高的强度、模量和伸长率，有利于提高复合材料的力学性能。此外，环氧树脂还具有耐热性、耐酸碱盐腐蚀等优点，可以在-50℃至180℃的温度范围内使用。
然而，热固性树脂的耐候性和韧性相对较差，一旦出现裂缝，很难修复，重复利用率较低。为了改善这一情况，江苏博实建议采用以热固性树脂为主、热塑性树脂为辅的混合树脂基体制造韧性预浸料。目前，热塑性碳纤维复合材料主要应用于航空航天领域，仅有少数几种应用于汽车制造领域。与热固性碳纤维复合材料相比，热塑性碳纤维复合材料在轨道车辆、工业制造、智能机械和医疗设备等领域的应用还需要较长时间的推广。
