کامپوزیت های ماتریس تقویت شده با فیبر کربن به طور گسترده ای مورد استفاده قرار گرفته اند ، اما اکنون به دلیل نگرانی های جهانی در مورد آلودگی محیط زیست و بازیافت منابع ، اکنون با چالش هایی روبرو هستند. در مقابل ، کامپوزیت های ترموپلاستیک تقویت شده با فیبر کربن ، که به دلیل سختی ، رطوبت و مقاومت در برابر خوردگی ، تحمل آسیب نسبتاً زیاد ، قالب گیری آسان و به ویژه مناسب بودن آنها برای پردازش ثانویه و بازیافت ، در صنعت محبوبیت پیدا کرده اند.
این کامپوزیت ها به طور عمده بر اساس ماتریس رزین ترموپلاستیک به سه نوع طبقه بندی می شوند: پلاستیک های مهندسی ویژه تقویت شده با فیبر کربن ، پلاستیک های مهندسی و پلاستیک های عمومی. دسته اول ، پلاستیک های ویژه مهندسی ، همراه با پلاستیک های مهندسی و پلاستیک های عمومی ، استحکام مکانیکی برتر ، مقاومت در برابر گرما و مقاومت در برابر خوردگی را ارائه می دهند و آنها را در ساخت خودرو ، صنایع سطح بالا و سایر زمینه ها کاربرد دارد. کشورهای توسعه یافته مانند ایالات متحده ، اروپا و ژاپن به وضوح در این زمینه پیشرو هستند. آنها در حال تحقیق در مورد پلاستیک های تخصصی مهندسی مانند PEEK ، PPS ، PI ، PEKK ، PSF ، PES و PPSU هستند. از طرف دیگر ، چین در توسعه کامپوزیت های تقویت شده با استفاده از پلاستیک های مهندسی تخصصی به عنوان ماتریس ، مانند PP عقب مانده است. استفاده از پلاستیک های مهندسی تخصصی تقویت شده با فیبر کربن ، حتی در مرحله تحقیق و توسعه نیز کمتر توسعه یافته است.
نوارهای پیشرو ترموپلاستیک تقویت شده با فیبر کربن ، مانند پلاستیک مهندسی تقویت شده با فیبر کربن UDTP ، دارای استحکام است که بیش از نیمی از فولاد فوق العاده بالا (استحکام کششی بیشتر از یا مساوی با 1620mpa) است. الیاف کربن استحکام و مدول بسیار بالایی را به ماتریس رزین ترموپلاستیک منتقل می کنند. تولید این نوارهای از پیش فرض مبنای تولید جرم محصولات کامپوزیت ترموپلاستیک تقویت شده با فیبر کربن مداوم را تشکیل می دهد. با این حال ، تولید فیبر تقویت شده با فیبر کربن از پیش نمایش کامپوزیت ترموپلاستیک نیاز به دانش فنی از زمینه های مختلف از جمله طراحی مکانیکی ، ساخت ، پردازش مواد پلیمری ، اصلاح و آماده سازی کامپوزیت دارد. ادغام این زمینه ها به یک تنگنا مهم تبدیل شده است که کاربرد و توسعه کامپوزیت های ترموپلاستیک تقویت شده با فیبر کربن با سطح بالا را محدود می کند.
علاوه بر این ، پلاستیک های مهندسی تخصصی با سطح بالا نیز یک محدودیت هستند. به عنوان مثال ، در بزرگترین نمایشگاه بین المللی کامپوزیت های جهان در اوایل سال 2018 ، تولید کنندگان بین المللی PEKK با مقیاس تجاری خاص محدود به چند مارک ، مانند Arkema فرانسه و رالیس هند بودند که شرکت جدید مواد شاندونگ Kaisheng چین تنها در این لیست است.
در سراسر جهان ، R&D و استفاده از کامپوزیت های ترموپلاستیک تقویت شده با فیبر کربن آغاز شده است ، اما شکاف بین چند کشور توسعه یافته و بیشتر کشورهای در حال توسعه هنوز هم قابل توجه است. در حال حاضر ، فن آوری های آماده سازی و تخمگذار کامپوزیت های ترموپلاستیک تقویت شده با فیبر کربن ، عمدتاً توسط کشورهای توسعه یافته مانند ایالات متحده ، آلمان ، هلند و ژاپن ، به ویژه توسط غول های بین المللی مواد شیمیایی مانند Teijin ، ماساستهای و Dupont ، Evonik's Evonik ، Belgium's Acoma ، Frans 'DSM ، Frans's Acoma و Agma و Agma ، کنترل می شوند. این کشورها به تدریج به تولید انبوه در فن آوری های مربوط به تولید محصولات مربوطه و تولید محصول رسیده اند. از طرف دیگر ، فقط چند شرکت پیشرو داخلی هنوز روی تولید رشته فیبر کربن تمرکز دارند و برنامه های پایین دست هنوز تصفیه و عمیق نشده اند.
