Karbon fiber gelişimi alanında, CF+PEEK, CF+PPS ve CF+PI gibi yüksek performanslı sürekli karbon fiber termoplastik kompozitler, talepkar gereksinimleri karşılamada oldukça etkili olduğu kanıtlanmıştır. Bu sürekli güçlendirilmiş termoplastik karbon lifleri, istisnai mekanik özellikler, korozyon direnci ve darbe direnci dahil olmak üzere bir dizi üstün performans özelliği sunar. Buna ek olarak, büyük ölçüde pazar dikkatini çeken ikincil işleme yetenekleri ve çevresel faydalar sunmaktadır. Mevcut zorluk, termoplastik karbon fiber prepreglerinin üretilmesinin zorluğunda yatmaktadır ve kilit konu sürekli karbon liflerinin ve termoplastik reçinelerin sorunsuz entegrasyonudur. Aşağıdakiler, dört yaygın termoplastik karbon fiber PEEK prepreg süreçlerinin avantajlarının ve dezavantajlarının bir analizidir:
1. Toz ıslak işlem
Bu işlem termoplastik cam lifler için yaygın olarak kullanılır. Avantajları arasında yüksek karışım stabilitesi ve mükemmel yüksek sıcaklık direnci bulunmaktadır. Ancak, birkaç dezavantajı vardır:
Tekdüzelik sorunları: Karıştırma sırasında homojen dağılımın elde edilmesi zordur ve eşit olmayan dağılım tutarsız ürün performansına neden olabilir.
Performans sınırlamaları: Uzun fiber kompozitlerle karşılaştırıldığında, ıslak işlenmiş toz malzemelerin mekanik özellikleri önemli ölçüde daha düşüktür.
Malzeme bozulması: Taşıyıcının toz ıslak işleminde çıkarılması genellikle malzeme performansında bir azalmaya neden olur.
2. Erime yöntemi
Bu yaklaşım şu anda Wuxi Zhishang yeni malzemeler tarafından kullanılmaktadır ve daha iyi performans sunan toz ekstrüzyon yönteminin sınırlamalarını etkili bir şekilde ele alıyor.Ancak, dikkate değer zorluklar var:
Sıcaklık kontrolü: Doğru eritme sıcaklık kontrolü zordur ve tozsuz bir ortam gereklidir.
Emprenye Verimsizliği: Sıcaklık düzgün bir şekilde kontrol edilmezse, prepreg tam olarak emprenye edilmeyebilir, bu da eksik reçine penetrasyonuna neden olabilir.
3. Film laminasyon yöntemi
Film laminasyon yöntemi, işleme sırasında lif hasarından kaçınarak karbon liflerinin orijinal özelliklerini korur. Ancak, bazı dezavantajları vardır:
Yavaş penetrasyon: Polimer eriyik, lif demetlerine hızlı bir şekilde nüfuz edemez, bu da daha uzun bir hazırlık süresine neden olur.
Zayıf arayüzlü bağ: Takviye lifleri ve polimer matrisi tam ve sıkı entegrasyon elde edemeyebilir, bu da reçine ve lifler arasında zayıf arayüzey bağına neden olabilir. Bu, kompozit özelliklerinin tam kullanımını önler.
Sınırlı Uygulanabilirlik: Bu yöntem, düşük viskozite reçineleri olan lif kumaşlarının doğrudan hazırlanması için en uygun olanıdır.
4. Çözüm emprenye yöntemi
Bu yöntem geleneksel termosetleme karbon fiber prepreg işlemine benzer ve çalışma kolaylığı avantajına sahiptir. Ancak, önemli dezavantajları vardır:
Çözünürlük gereksinimleri: Birçok PEEK termoplastik polimeri, uygulamalarını sınırlayan sıkı çözünürlük gereksinimlerine sahiptir.
Artan karmaşıklık: Daha sonraki aşamalarda çözücülerin çıkarılması ihtiyacı ekstra adımlar ekler, maliyetleri artırır ve malzeme performansını etkileyebilir.
Çevresel Etki: Çözücüler çevresel kirlenmeye neden olabilir ve bertaraf zorluklarına neden olabilir.
Yukarıdaki işlemler, termoplastik karbon fiber takviyeli PEEK prepregleri üretmek için kullanılan yaygın yöntemleri temsil etmektedir. Seçilen süreçten bağımsız olarak, nihai amaç, yüksek performanslı, sürekli güçlendirilmiş termoplastik karbon fiber PEEK prepregleri üretmektir. Bu ön planlar daha sonra sıkıştırma kalıplama gibi işlemler yoluyla termoplastik karbon fiber ürünleri üretmek için kullanılabilir. Her işlemin kendi güçlü yönleri ve sınırlamaları vardır ve seçim belirli uygulama gereksinimlerine ve üretim yeteneklerine bağlıdır.
