폴리머는 21세기 가장 널리 사용되고 널리 알려진 소재 중 하나입니다. 그러나 높은 강도와 ​​우수한 내열성을 요구하는 산업에서는 순수 고분자만으로는 충분하지 않습니다. 결과적으로 열가소성 복합재료가 선호되는 재료이며 이러한 새로운 재료를 만들려면 높은 에너지 소비, 고가의 재료 비용, 신뢰성 및 재활용 가능성과 같은 장애물을 극복해야 합니다.

탄소섬유(CF)는 경량, 고온 지지강도, 저밀도, 고탄성률, 우수한 내화학성 등 우수한 특성으로 인해 연구자들의 주목을 받고 있다. CF는 또한 중량 대비 강도가 높고 독성이 낮으며 재활용이 가능하고 부식성이 없으며 내마모성이 우수한 독특한 소재입니다. 일반적으로 CF는 상당한 전기적, 물리적, 기계적 및 열적 특성을 가지고 있습니다.

열가소성 복합재료는 열가소성 고분자를 말한다.(예: 폴리에틸렌(PE), 폴리아미드(PA), 폴리페닐렌 설파이드(PPS), 폴리에테르이미드(PEI) 및 폴리에테르 에테르 케톤(PEEK)을 매트릭스로 하며 다양한 연속/불연속 섬유(예: 탄소 섬유, 유리 섬유) 등)을 복합재료의 보강재로 사용한다.

탄소섬유 강화 열가소성 복합재(CFRTP)는 열적, 기계적, 전기적 특성이 뛰어나 건축 및 건설, 해양, 자동차, 스포츠 용품 및 항공기 응용 분야에 널리 사용됩니다.

탄소섬유는 고분자 매트릭스 강화에 유망한 소재이다. 전구체/공급원료, 특성 및 열처리 단계의 가공 온도에 따라 여러 유형의 CF 재료가 있습니다. CF는 또한 불연속 및 연속 섬유(매트릭스 내 섬유의 방향) 또는 길이에 따라 분류될 수 있습니다. 결과적으로 많은 제조업체에서는 다양한 유형의 CF를 생산합니다.

예를 들어, 불연속 섬유를 기반으로 한 복합재는 특성이 거의 등방성이어야 하는 대량 응용 분야에 사용됩니다. 반면, 연속 섬유 기반 복합재는 지지 빔, 충격판 및 봉쇄와 같이 한 방향 또는 양방향에서 더 높은 기계적 특성이 요구되는 소량 응용 분야에 널리 사용됩니다.

열가소성 수지계 탄소섬유복합체는 가공과정에서 결정화 및 유리전이 반응을 하는 반면, 열경화성 수지계 탄소섬유복합체는 가교반응 및 경화반응을 한다. 공정 난이도 측면에서 볼 때 열가소성 탄소 섬유 복합재는 준비 과정에서 열경화성 탄소 섬유 복합재보다 침투하기가 더 어렵지만 동시에 장점도 분명합니다. 성형 주기가 짧고 충격이 좋습니다. 저항성, 용접성, 2차 성형이 가능하며 구조설계의 자유도가 높다.

탄소 섬유 강화 열가소성 복합 재료로 만들어진 다양한 부품은 저밀도, 고강도, 상대적으로 높은 인성, 재활용 및 재사용이라는 장점을 가지며 항공 우주, 군사, 고급 기계, 의료 및 기타 분야에서 광범위한 응용 전망을 가지고 있습니다. .

5대 탄소섬유 강화 열가소성 복합재료

1. 탄소섬유 강화 PPS
PPS는 반결정성 열가소성 수지로 기계적 물성, 내화학성, 내화학성, 난연성 등이 우수합니다. 탄소섬유의 강화방법 역시 PPS의 성능에 매우 분명한 영향을 미칩니다. 50% 미만 범위에서는 열가소성 복합재료 중 탄소섬유의 부피비가 클수록 복합재료의 기계적 물성이 높아지는 것을 의미한다.

(PA+LCF)

4. 탄소섬유 강화 폴리에테르에테르케톤(PEEK) 복합재료
탄소 섬유 강화 PEEK 복합재는 특수 엔지니어링 플라스틱 폴리에테르 에테르 케톤(PEEK)을 연속상 수지 매트릭스로 사용하고 탄소 섬유(CF)를 분산상 보강재로 사용하는 일종의 복합 재료입니다. 현재 연속 탄소섬유 강화 열가소성 복합재료는 주로 항공우주, 위성, 군사 및 기타 분야에서 사용되고 있다.

5. CF/PEI 복합재료
PEI는 우수한 기계적 성질, 전기 절연성, 방사선 저항성, 고온 및 저온 저항성 및 내마모성을 갖춘 일종의 비정질 고성능 폴리머입니다. CF 방향이 서로 다른 CF/PEI 복합재는 마찰 특성, 인장 계수, 인성 및 변형률이 다릅니다. 변형 공정을 통해 CF와 PEI 매트릭스 사이의 인터페이스가 향상되어 재료가 파손될 때 당겨지는 섬유의 수가 크게 줄어들고 CF/PEI의 인장 강도, 항복 강도, 탄성 계수 및 탄성 계수가 향상됩니다. 복합성이 향상되었습니다.



현재 열가소성 복합재는 기술적인 측면에서 놀라운 성숙도와 혁신을 보여주고 있습니다. 이러한 소재는 경량, 고강도, 재활용성, 가공 유연성 등의 고유한 특성으로 인해 여러 산업 분야에서 널리 사용되었습니다. 외국에서는 이를 대규모로 활용하기 시작했다. TenCate, Victrex 등으로 대표되는 재료 공급업체, Automated Dynamics로 대표되는 자동화 장비 공급업체, KVE, TPRC, FOKKER 등으로 대표되는 제조 연구 부서. Airbus와 Boeing으로 대표되는 항공 응용 기업은 체계적으로 발전해 왔으며 그 기술은 점점 더 발전하고 있습니다. 완벽한. 동시에, 현재 추세는 열가소성 복합재가 더 나은 성능, 더 낮은 비용 및 더 많은 환경 보호 방향으로 발전하고 있음을 보여줍니다. 특히 항공우주, 자동차 제조, 건설 및 전자 분야에서 이러한 재료는 점점 더 중요한 역할을 하고 있습니다.