碳纖維復合材料本身是具備一定的耐高溫屬性的,包括當下熱門的熱固性碳纖維,及未來可能大范圍普及的熱塑性碳纖維。不過不能將之作為抵抗高溫環境的主要材料,工業生產中超過1000℃的環境并不少,如飛機發動機燃油系統等。那熱塑性碳纖維加工成產品后,處于極高溫度下,是否會熔化而失去性能呢?
 
熱塑性碳纖維制品遇高溫會熔化嗎?
 
    熱塑性碳纖維制品遇高溫會熔化嗎?
 
    熱塑性碳纖維復合材料是由碳纖維和熱塑性樹脂融合而成的,碳纖維自身是經過幾千攝氏度的高溫氧化而來的產物,耐高溫性極強,但熱塑性樹脂卻不然。目前常用的幾種熱塑性樹脂包括聚丙烯、聚酰胺、聚醚醚酮、聚苯硫醚等等,它們的熔點是決定熱塑性碳纖維復合材料高溫是否熔化的關鍵。
 
    1、聚丙烯(PP):熔化溫度約為160-170°C
    2、聚酰胺(PA):熔化溫度約為200-220°C
    3、聚醚醚酮(PEEK):熔化溫度約為335-343°C
    4、聚醚酰亞胺(PEI):熔化溫度約為217-225°C
 
    當熱塑性碳纖維復合材料達到或超過其熔化溫度時,基體材料會軟化并失去其結構完整性,逐步失去性能,如果溫度超過碳纖維氧化溫度,碳纖維絲也會發生降解。
 
熱塑性碳纖維制品遇高溫會熔化嗎?
 
    熱塑性碳纖維熔化后如何處理?
 
    熱塑性碳纖維復合材料是具備熱重塑特性的,因此在熔化后并不會像熱固性碳纖維復合材料一樣,直接報廢或回收。下面的幾種處理方式是根據熔化后熱塑性碳纖維復合材料的實際情況,從上到下來進行選擇使用的。
 
    1、重新凝固和重新成型:如果熔化的熱塑性碳纖維復合材料處于受控環境中,例如在制造過程中,它可以重新凝固和重新成型。這涉及將熔化的復合材料冷卻到合適的溫度,以使熱塑性基體固化并恢復其結構完整性。然后可以使用壓縮成型或注塑成型等技術對材料進行成型或成型,類似于最初的復合材料制造過程。
 
    2、熱壓或熱固結:如果熔融的熱塑性碳纖維復合材料處于半固態或粘稠狀態,則可以對其進行熱壓或熱固結。此過程涉及對材料施加熱量和壓力,以實現更均勻和堅固的結構。施加的壓力有助于去除空氣空隙并增強碳纖維和熱塑性基體之間的結合,從而產生更堅固的熱塑性復合材料。
 
    3、碳纖維回收:在某些情況下,熔化的熱塑性碳纖維復合材料可能不適合重新成型或進一步使用,仍然可以通過碳纖維回收過程進行回收??梢圆捎脽峤饣蛉軇┹腿〉燃夹g將碳纖維與熔融基質材料分離,回收的碳纖維可用于其他復合材料制造工藝或不同應用。
 
    4、材料處置:如果熔化的熱塑性碳纖維復合材料不能有效地再加工或回收,則需要采用適當的處置方法。處置方法可能包括焚燒、填埋或符合當地法規的其他對環境負責的廢物管理做法。
 
    相比于熱固性碳纖維,熱塑性碳纖維復合材料的處理有了新的選擇,對于未來碳纖維產業的完善提供了強有力的助推作用。
 
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