碳纤维CF增强PEEK复合材料

随着社会的进步，碳纤维的应用发展非常迅速。在基体方面，热固性树脂基体首先被使用，如热固性碳纤维复合材料虽具有良好的性能，但由于生产效率和生产成本不理想，且无法二次加工和回收利用，随之热塑性碳纤维顺应发展起来。碳纤维增强PEEK就是热塑性碳纤维复合材料中的一种，为大家具体介绍下。

PEEK是聚醚醚酮的缩写，具有优良的机械性能、耐热性和耐化学性，具有良好的承载啮合性和低摩擦系数，是一种很好的自润滑材料。在此基础上，碳纤维的增强不仅可以进一步提高其力学性能，而且也影响着其摩擦性能。

碳纤维增强PEEK复合材料是指碳纤维以粉末、颗粒、连续纤维或织物形式增强PEEK树脂基的复合材料。其中，医疗、军工等行业大多采用粉末热压成毛坯，然后加工成型；纺织印染和机械工业大多采用短纤维造粒，进行注塑成型；当连续纤维或织物增强时，复合材料的性能可以进一步提高，多用于航空航天、石油管道等。在复合材料中，树脂基体具有优异的机力学性能、热性能、耐化学腐蚀性和易加工性能；增强纤维主要决定复合材料的机械性能。

CF是一种高强度、高模量纤维的新型纤维材料，含碳量超过90%。重量轻、高强度是其最显著的特点。密度只有1.7g/cm3，不到钢的1/4，但强度是钢的几倍；纺织纤维柔软可加工；电化学活性低，耐腐蚀性好，可有效延长使用寿命。其复合材料具有耐高低温、热膨胀系数小、吸能抗振、一定的导电性和导热性、x光透光性好、生物相容性好等优点。

在室温下，与纯peek相比，30%碳纤增强聚醚醚酮复合材料的拉伸强度增加了一倍，在℃下达到三倍。同时，增强后的复合材料也大大提高了冲击强度、弯曲强度和模量，伸长率急剧下降，热变形温度可超过℃。复合材料的冲击能量吸收率直接影响复合材料在冲击过程中的性能，CF增强聚醚醚酮复合材料显示出高达KJ/公斤的比吸能能力。

碳纤维的增强效应还能在一定程度上抵抗PEEK的热软化，形成高强度的转移膜，有效保护接触区域。因此，碳纤维增强PEEK复合材料的摩擦系数和磨损率明显低于纯PEEK。在同等实验条件下，玻璃纤维PEEK复合材料的耐摩擦磨损性能明显要低于CF增强聚醚醚酮复合材料，在耐磨性方面碳纤维高于玻璃纤维5倍以上。采用CF增强PEEK复合材料来制作零部件的话，可避免出现金属或陶瓷材料表面裂纹等的缺陷，其优异的摩擦性能甚至超过超高摩尔质量的聚乙烯。