11月28日，上海華航碳纖維復(fù)合材料有限公司宣布，其克服了PEEK樹脂加工溫度高、熔融黏度大、很難充分浸漬纖維等難題，改善了生產(chǎn)工藝與生產(chǎn)設(shè)備，成功開發(fā)出高性能CF/PEEK復(fù)合材料。
這種復(fù)合材料的強(qiáng)度比金屬高5倍，質(zhì)量比金屬輕60%，性能比同類產(chǎn)品提升了10%以上。
值得注意的是，不同于常見的短切碳纖維或碳纖維粉末增強(qiáng)類型，這是一種連續(xù)碳纖改性的PEEK材料。
圖 碳纖維管
纖維改性復(fù)合材料主要有玻纖改性和碳纖改性，其中纖維保留的長度越長，其賦予復(fù)合材料的抗沖擊性能就越強(qiáng)。
一般熱塑性復(fù)合材料根據(jù)纖維長度分為：
短纖維增強(qiáng)熱塑性材料：纖維保留長度<1MM
長纖維增強(qiáng)熱塑性材料：纖維保留長度1～25MM
連續(xù)纖維增強(qiáng)熱塑性材料：理論纖維保留長度與制品最終尺寸一致
圖 纖維長度與力學(xué)性能的關(guān)系
對于碳纖改性PEEK來說，一是雖然碳纖保留的長度越長，其力學(xué)性能越好，但會帶來碳纖維均勻分散不容易、成本升高等問題；二是PEEK樹脂加工困難，不容易充分浸漬纖維。
所以目前來說，國內(nèi)市面上較為常見的碳纖維增強(qiáng)peek復(fù)合材料產(chǎn)品大多屬于短切碳纖維或碳纖維粉末增強(qiáng)類型，而且絕大多數(shù)的長切碳纖維增強(qiáng)聚醚醚酮復(fù)合材料仍依賴于國外進(jìn)口，高端PEEK技術(shù)主要被英國威格斯、德國贏創(chuàng)和比利時索爾維三大PEEK生產(chǎn)商所掌握。
在國內(nèi)，有能力生產(chǎn)PEEK的主要有吉林省中研高性能工程塑料股份有限公司、吉大特塑工程研究有限公司、盤錦中潤特塑有限公司和金發(fā)科技股份有限公司等。
圖 碳纖改性PEEK材料
碳纖改性PEEK材料在室溫下，拉伸強(qiáng)度比未增強(qiáng)時增加一倍，在150℃下達(dá)到三倍，與此同時，增強(qiáng)后的復(fù)合材料在沖擊強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度和模量方面也得到了大幅度的提升，伸長率急劇降低，熱變形溫度可超過300℃。
復(fù)合材料的沖擊能量吸收率直接影響到復(fù)合材料在承受沖擊時的表現(xiàn)，碳纖維增強(qiáng)peek復(fù)合材料顯示出高達(dá)180kJ/kg的比能吸收能力。
碳纖改性peek材料在航空航天、汽車制造、電子電氣、醫(yī)療和食品加工等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。
比如應(yīng)用于骨科醫(yī)療器械方面，得益于碳纖維增強(qiáng)PEEK應(yīng)用于骨科的五大性能優(yōu)勢：質(zhì)輕力強(qiáng)、耐磨損、生物相容性好、耐腐蝕性、良好的X光透過性，它可以做髓內(nèi)釘PEEK瞄準(zhǔn)桿支架、遠(yuǎn)端鎖定用PEEK瞄準(zhǔn)架、外固定支架用可透X光PEEK跟骨連桿(火花面)、微創(chuàng)PEEK導(dǎo)向尾(瞄準(zhǔn)桿)等等。
圖 醫(yī)療行業(yè)用PEEK測序主體
圖 髓內(nèi)釘PEEK瞄準(zhǔn)桿支架
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