碳纖維篇復(fù)合材料知識（非專業(yè)，歡迎指點(diǎn)）
復(fù)合材料的定義：
復(fù)合材料是指由兩種或兩種以上不同性質(zhì)的材料在一定條件下結(jié)合而成的材料。這些材料組合在一起可以實(shí)現(xiàn)比單一材料更優(yōu)異的性能，例如高強(qiáng)度、高剛度、高耐熱性、低密度等等。常見的復(fù)合材料包括碳纖維復(fù)合材料、玻璃纖維復(fù)合材料、芳綸纖維復(fù)合材料等等。
復(fù)合材料廣泛應(yīng)用于航空航天、汽車、建筑、體育器材等領(lǐng)域，今天我們主要介紹的是碳纖維復(fù)合材料（熱塑性與熱固性）跟玻璃纖維復(fù)合材料
常見的熱塑性樹脂與熱固性樹脂有哪些？
常見的熱固性樹脂包括環(huán)氧樹脂（Epoxy Resin）、酚醛樹脂(Phenol Formaldehyde Resin)、尿素醛樹脂、麥飯石樹脂、不飽和聚酯樹脂等。熱固性樹脂一旦固化，無法再軟化或溶解，而是成為一種耐熱、耐化學(xué)性能優(yōu)異的固體材料。
常見的熱塑性樹脂包括聚乙烯（Polyethylene Resin，簡稱PE）、聚丙烯(Polypropylene Resin簡稱PP）、聚苯乙烯（Polystyrene Resin，簡稱PS）、聚氯乙烯（Polyvinyl Chloride，簡稱PVC）、聚酰胺（Polyamide，簡稱PA）、聚碳酸酯（Polycarbonate,簡稱PC）、聚醚酮(Polyetheretherketone，簡稱PEEK）、聚酯等。熱塑性樹脂在一定溫度范圍內(nèi)具有可塑性，可以被加熱軟化后成型，也可以在一定條件下重新加熱并再次成型。
熱固性樹脂和熱塑性樹脂具有不同的特性和應(yīng)用范圍。熱固性樹脂通常具有優(yōu)異的力學(xué)性能、耐熱性和耐腐蝕性，適用于制造高性能的復(fù)合材料、涂料、粘合劑等。熱塑性樹脂通常具有良好的加工性能和成型性能，廣泛應(yīng)用于制造塑料制品、管材、薄膜、纖維等領(lǐng)域。
碳纖維復(fù)合材料有哪些？
碳纖維復(fù)合材料是一種重要的高性能復(fù)合材料，由碳纖維和基質(zhì)材料組成。常見的碳纖維復(fù)合材料包括：
碳纖維增強(qiáng)熱固性樹脂復(fù)合材料（CFRP）：由熱固性樹脂作為基質(zhì)，碳纖維作為增強(qiáng)材料制成，具有高強(qiáng)度、高剛度、低密度等優(yōu)異性能，廣泛應(yīng)用于航空、航天、汽車等領(lǐng)域。
碳纖維增強(qiáng)熱塑性樹脂復(fù)合材料（CFRTP）：由熱塑性樹脂作為基質(zhì)，碳纖維作為增強(qiáng)材料制成，具有高強(qiáng)度、高剛度、高耐熱性等性能，適用于高端汽車、高速列車等領(lǐng)域。
碳纖維增強(qiáng)金屬復(fù)合材料（CFMMC）：由金屬基質(zhì)和碳纖維增強(qiáng)材料組成，具有高強(qiáng)度、高剛度、高溫性能等特點(diǎn)，適用于高速飛行器、航天器等領(lǐng)域。
碳纖維增強(qiáng)陶瓷復(fù)合材料（CFCC）：由陶瓷基質(zhì)和碳纖維增強(qiáng)材料組成，具有高溫、耐磨、耐腐蝕等特點(diǎn)，適用于航空發(fā)動(dòng)機(jī)、核電站等高端領(lǐng)域。
玻璃纖維復(fù)合材料有哪些？
玻璃纖維復(fù)合材料是一種常見的復(fù)合材料，由玻璃纖維和基質(zhì)材料組成。常見的玻璃纖維復(fù)合材料包括：
玻璃纖維增強(qiáng)熱固性樹脂復(fù)合材料（GFRP）：由熱固性樹脂作為基質(zhì)，玻璃纖維作為增強(qiáng)材料制成，具有較高的強(qiáng)度、剛度和耐腐蝕性，適用于汽車、建筑、船舶等領(lǐng)域。
玻璃纖維增強(qiáng)熱塑性樹脂復(fù)合材料（GFRTP）：由熱塑性樹脂作為基質(zhì)，玻璃纖維作為增強(qiáng)材料制成，具有較高的強(qiáng)度、剛度和耐腐蝕性，適用于電子、電器、電力等領(lǐng)域。
玻璃纖維增強(qiáng)水泥復(fù)合材料（GFRPC）：由水泥基質(zhì)和玻璃纖維增強(qiáng)材料組成，具有高強(qiáng)度、耐久性等特點(diǎn)，適用于建筑、橋梁、隧道等領(lǐng)域。
玻璃纖維增強(qiáng)塑料復(fù)合材料（GRP）：由熱固性樹脂或熱塑性塑料作為基質(zhì)，玻璃纖維作為增強(qiáng)材料制成，適用于家具、玩具、儲(chǔ)物箱等領(lǐng)域。
熱塑性復(fù)合 材料vs熱固性復(fù)合材料
熱塑性復(fù)合材料（Thermoplastic Composites）和熱固性復(fù)合材料（Thermoset Composites）是兩種不同類型的復(fù)合材料。
熱塑性復(fù)合材料是指基質(zhì)材料為熱塑性聚合物的復(fù)合材料，其分子鏈可以在加熱的條件下重組，形成一個(gè)新的形態(tài)，具有可塑性和可再加工性，即可以通過熱處理或機(jī)械加工重新加工成形。這種復(fù)合材料具有較高的沖擊性、韌性和耐久性，同時(shí)具有較好的成型性和可回收性。熱塑性復(fù)合材料的應(yīng)用范圍廣泛，如汽車、航空、建筑、電子等領(lǐng)域。
熱固性復(fù)合材料是指基質(zhì)材料為熱固性聚合物的復(fù)合材料，其分子鏈在加熱的條件下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成強(qiáng)大的交聯(lián)結(jié)構(gòu)，無法通過加熱軟化，因此具有較高的剛度和強(qiáng)度，但其成型后不可再加工，因此無法進(jìn)行形狀的調(diào)整和重組。熱固性復(fù)合材料具有較好的耐熱性、耐腐蝕性和耐磨性，適用于高溫、高強(qiáng)度和高要求的領(lǐng)域，如航空、航天、能源、電子等領(lǐng)域。
總之，熱塑性復(fù)合材料和熱固性復(fù)合材料之間的最大區(qū)別在于它們的基質(zhì)材料的不同，這也決定了它們在性能和應(yīng)用方面的差異。
碳纖維熱固預(yù)浸料有哪些？
碳纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹脂
碳纖維增強(qiáng)BMI樹脂
碳纖維增強(qiáng)雙馬樹脂基
碳纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹脂：
碳纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹脂是一種常見的高性能復(fù)合材料，由碳纖維增強(qiáng)材料和環(huán)氧樹脂基體組成。碳纖維具有優(yōu)異的強(qiáng)度和剛度，而環(huán)氧樹脂具有良好的耐化學(xué)性、耐熱性、耐磨性和粘接性能，兩者結(jié)合起來可以形成具有優(yōu)異性能的復(fù)合材料。
碳纖維增強(qiáng)BMI樹脂：
碳纖維增強(qiáng)BMI樹脂是一種高性能熱固性復(fù)合材料，是以碳纖維為增強(qiáng)相、BMI（雙酰亞胺）樹脂為基體的一種復(fù)合材料。BMI樹脂具有優(yōu)異的耐高溫性能、耐熱膨脹性能和耐化學(xué)性能，能夠在高溫環(huán)境下長期使用，并且具有優(yōu)異的力學(xué)性能和絕緣性能。
碳纖維增強(qiáng)雙馬樹脂基：
碳纖維增強(qiáng)雙馬樹脂基（CF/SMC）是一種新型的高性能復(fù)合材料，是以碳纖維為增強(qiáng)相、雙馬樹脂基為基體的一種復(fù)合材料。雙馬樹脂基是指由環(huán)氧樹脂和環(huán)氧咔唑樹脂組成的雙組分樹脂基體，具有優(yōu)異的耐熱性、耐磨性和耐化學(xué)性能。
碳纖維熱塑單向預(yù)浸帶有哪些？
碳纖維可以與許多種熱塑性樹脂復(fù)合成單向預(yù)浸帶，常見的熱塑性樹脂有聚酰胺（PA，尼龍）、聚酯（PET，PBT）、聚酰亞胺（PI）、聚丙烯（PP）等。
其中，碳纖維增強(qiáng)聚酰胺（CFPA）是一種常見的預(yù)浸帶，因?yàn)榫埘０肪哂辛己玫牧W(xué)性能、耐熱性能和化學(xué)穩(wěn)定性。碳纖維增強(qiáng)聚酯（CFPET）也是一種常見的預(yù)浸帶，因?yàn)榫埘ゾ哂辛己玫哪湍バ浴⒛蜏匦院突瘜W(xué)穩(wěn)定性。碳纖維增強(qiáng)聚酰亞胺（CFPI）是一種高性能的預(yù)浸帶，因?yàn)榫埘啺肪哂袠O高的耐溫性和耐化學(xué)性。此外，碳纖維還可以與聚丙烯等熱塑性樹脂復(fù)合制備成單向預(yù)浸帶，以滿足不同領(lǐng)域的應(yīng)用需求。
在制備單向預(yù)浸帶時(shí)，碳纖維與熱塑性樹脂的配比、加工溫度和時(shí)間等參數(shù)都需要根據(jù)具體應(yīng)用來進(jìn)行優(yōu)化。這些參數(shù)的優(yōu)化可以有效提高單向預(yù)浸帶的力學(xué)性能和加工性能。
碳纖維增強(qiáng)PC
碳纖維增強(qiáng)尼龍
碳纖維增強(qiáng)PEEK
碳纖維增強(qiáng)PC：
碳纖維增強(qiáng)聚碳酸酯（PC）是一種高性能的復(fù)合材料，由碳纖維和聚碳酸酯樹脂（PC）組成。它具有優(yōu)異的機(jī)械性能、耐熱性和耐腐蝕性，常用于制造高性能的機(jī)械零部件、電子器件、航空航天器材等領(lǐng)域。
制備碳纖維增強(qiáng)PC的方法一般是先將碳纖維與PC樹脂混合，然后進(jìn)行熱壓成型、擠出成型或注塑成型等工藝，形成不同形狀和尺寸的復(fù)合材料產(chǎn)品。在制備過程中，碳纖維和PC樹脂的配比、成型溫度、成型時(shí)間等參數(shù)都需要進(jìn)行優(yōu)化，以保證制備出的復(fù)合材料具有良好的力學(xué)性能和加工性能。
碳纖維增強(qiáng)PC復(fù)合材料具有高強(qiáng)度、高模量、優(yōu)異的耐熱性和耐腐蝕性，廣泛應(yīng)用于航空、航天、醫(yī)療、能源等領(lǐng)域。與PEEK相比，PC樹脂具有價(jià)格低廉、制備過程簡單、加工易于實(shí)現(xiàn)等優(yōu)點(diǎn)，因此，在某些領(lǐng)域，碳纖維增強(qiáng)PC復(fù)合材料可以成為一種較為理想的選擇。
碳纖維增強(qiáng)尼龍：
碳纖維增強(qiáng)尼龍單向預(yù)浸帶是一種復(fù)合材料產(chǎn)品，由碳纖維和尼龍熱塑性樹脂組成。它具有高強(qiáng)度、高模量、耐磨性好等優(yōu)良性能，常用于制造高強(qiáng)度、輕量化的結(jié)構(gòu)件，如飛機(jī)零部件、汽車零部件、運(yùn)動(dòng)器材等。
制備碳纖維增強(qiáng)尼龍單向預(yù)浸帶的過程通常是：先將碳纖維與尼龍樹脂進(jìn)行混合，形成預(yù)浸料，然后將預(yù)浸料拉伸成單向帶狀，固化后再進(jìn)行切割成適當(dāng)尺寸的預(yù)浸帶。在制備過程中，預(yù)浸料的配比和固化條件都需要根據(jù)具體要求進(jìn)行優(yōu)化。
碳纖維增強(qiáng)尼龍單向預(yù)浸帶的性能取決于碳纖維的性能和預(yù)浸料的性能，因此，選用高質(zhì)量的碳纖維和優(yōu)質(zhì)的尼龍樹脂是制備高品質(zhì)碳纖維增強(qiáng)尼龍單向預(yù)浸帶的關(guān)鍵。
碳纖維增強(qiáng)PEEK：
碳纖維增強(qiáng)聚醚酮（PEEK）是一種高性能的復(fù)合材料，由碳纖維和PEEK樹脂組成。它具有優(yōu)異的機(jī)械性能、化學(xué)穩(wěn)定性、耐熱性和耐腐蝕性，常用于制造高性能的機(jī)械零部件、航空航天器材、醫(yī)療器械等領(lǐng)域。
制備碳纖維增強(qiáng)PEEK的方法一般是先將碳纖維與PEEK樹脂混合，然后進(jìn)行熱壓成型、擠出成型或注塑成型等工藝，形成不同形狀和尺寸的復(fù)合材料產(chǎn)品。在制備過程中，碳纖維和PEEK樹脂的配比、成型溫度、成型時(shí)間等參數(shù)都需要進(jìn)行優(yōu)化，以保證制備出的復(fù)合材料具有良好的力學(xué)性能和加工性能。
碳纖維增強(qiáng)PEEK復(fù)合材料具有高強(qiáng)度、高模量、優(yōu)異的耐熱性和耐腐蝕性，廣泛應(yīng)用于航空、航天、醫(yī)療、能源等領(lǐng)域。然而，PEEK材料價(jià)格昂貴，制備過程復(fù)雜，加工難度大，因此，碳纖維增強(qiáng)PEEK復(fù)合材料的應(yīng)用范圍受到一定的限制。
