河南工业大学吴海宏教授带你了解热塑性碳纤维复合材料的热冲压成型

热塑性碳纤维复合材料市场需求

据行业内专家人员估计，2020年热塑性碳纤维复合材料（CFRTP）占全球市场的25%，金额约36.8亿美元。预计到2025年需求将达580亿美元。

常用的热塑性树脂

目前常用的高性能热塑性树脂有聚醚醚酮（PEEK）、聚醚酰亚胺（PEI）、聚苯硫醚（PPS）和聚芳醚酮（PEKK）等，其他热塑性树脂有聚酰胺（PA）、聚丙烯（PP）、聚乙烯（PE）、聚碳酸酯（PC）、聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）。

图片来源：张琦等. 碳纤维增强热塑性复合材料的研究进展

热塑性碳纤维复合材料的优势

与热固性碳纤维复合材料相比，热塑性碳纤维复合材料具有以下的应用优势：韧性比较高、损伤容限大、介电常数比较好、可焊接、维修方便、有类似于金属的加工特性、成本低等优点。从制作工艺角度看，热塑性碳纤维复合材料的原材料储存期不受限制、不需低温贮存、成型加工周期比较短、成型不需要热压罐等大型专用设备，尤其是它所具有的良好的可循环性、可回收、可重复利用和不污染环境等特性很好地适应了当今世界对材料产业所提出的环保要求。

图片来源：中科院宁波材料所特纤事业部

热塑性碳纤维复合材料的应用

目前，热塑性碳纤维复合材料主要在高端领域有应用，如航空航天、医疗等领域，其他领域应用较少。市场上应用较多的还是热固性碳纤维复合材料，但其存在着成型周期长、冲击韧性差、预浸料存放时间短、产品局部修复难、不可重复利用等缺点，而这些缺点恰恰是热塑性碳纤维复合材料能给弥补的，所以推进热塑性碳纤维复合材料的应用还是很有必要的。

图1：热塑性复合材料在航空航天领域应用

为了更好的了解热塑性碳纤维复合材料的应用及发展，2021年11月18-20日在上海举行的“Carbontech碳纤维及碳/碳复合材料论坛” 特邀 河南工业大学 吴海宏教授 莅临本次大会，分享《碳纤维热塑性复合材料的热冲压成型》主题报告。

本报告将以碳纤维增强聚酰胺和聚醚醚酮复合材料座椅骨架和碟簧零件的热冲压成型为对象，研究碳纤维增强热塑性复合材料热冲压成型预浸料层厚、铺层和产品结构设计、成型工艺对制品成型质量的影响，为碳纤维增强热塑性复合材料低成本、批量化生产提供基础。

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◾嘉宾介绍

吴海宏，河南工业大学教授，博士生导师，碳纤维复合材料河南省国际合作实验室主任，SAMPE学会理事，郑州大学橡塑模具工程中心兼职教授。近年来，先后承担国家自然科学基金面上项目、重点项目；科技部重大研发计划；郑州市创新团队项目；郑州市重大项目；企业横向委托项目等20余项。拥有超薄碳纤维预浸带及复合材料制备近20项国家授权发明专利，产业应用转化多项。