کامپوزیت های فیبر کربن ترموپلاستیک نشان دهنده پیشرفت قابل توجهی در مهندسی مواد ، ترکیب الیاف کربن با کارایی بالا با ماتریس های پلیمری ترموپلاستیک برای ایجاد یک کلاس جدید از مواد ساختاری است. بر خلاف کامپوزیت های ترموست سنتی که از طریق واکنشهای شیمیایی به طور برگشت ناپذیر درمان می شوند ، کامپوزیت های ترموپلاستیک از پلیمرهایی استفاده می کنند که هنگام خنک شدن نرم می شوند و سخت می شوند و این امکان را فراهم می آورد و ویژگی های تغییر بازی را در ساخت پایداری ایجاد می کند.
این کامپوزیت ها با الیاف کربن شروع می شوند ، که به طور معمول از پیش سازهای پلی آکریلونیتریل (PAN) از طریق پیرولیز کنترل شده حاصل می شوند. الیاف در رزین های ترموپلاستیک مانند کتون اتر پلی اتر (PEEK) ، پلی آمید (PA) یا سولفید پلی فنیلن (PPS) تعبیه شده اند. فرآیندهای تولید متفاوت است ، اما روشهای متداول شامل ذوب ذوب کردن است-در جایی که روکش های رزین مذاب در جایی که پالتوهای فیبر و ترکیبی از الیاف رزین با الیاف کربن وجود دارد. ماده نهایی از طریق قالب گیری فشرده سازی ، قالب گیری تزریق یا قرار دادن خودکار فیبر (AFP) شکل می گیرد و زمان چرخه به اندازه 2 دقیقه برای اجزای نازک کوتاه است.
مزیت اصلی در بازیافت آنها نهفته است. بر خلاف کامپوزیت های Thermoset که در حین بازیافت تخریب می شوند ، نسخه های ترموپلاستیک می توانند بدون از دست دادن خاصیت قابل توجه ، مجدداً مورد استفاده مجدد ، تغییر شکل و استفاده مجدد شوند. این با اهداف اقتصاد دایره ای ، به ویژه در صنایعی مانند خودرو که در آن بازیابی قسمت پایان عمر بسیار مهم است ، هماهنگ است. از نظر عملکرد ، آنها به دلیل چقرمگی ذاتی ماتریس های ترموپلاستیک ، مقاومت در برابر ضربه را در مقایسه با ترموست ها ارائه می دهند. فضای داخلی هواپیما به طور فزاینده ای این مواد را برای اجزای کابین که به مقاومت در برابر آتش نیاز دارند (مطابق با استانداردهای 25.853) و جذب انرژی سقوط می کنند.
برنامه های کاربردی صنعتی قاب های هواپیمای بدون سرنشین که نیاز به چرخه تولید سریع ، دستگاه های تصویربرداری پزشکی دارند که نیاز به شفافیت اشعه ایکس دارند و محفظه های باتری خودرو که در آن قابلیت جوشکاری در زیر ساخت های فلزی سودمند است. چالش هایی در دستیابی به چسبندگی فیبر در سطح Thermoset و مدیریت هزینه های بالاتر مواد باقی مانده است ، اما تحولات مداوم در پلیمریزاسیون درجا و سیستم های مواد ترکیبی با هدف ایجاد این شکاف ها. با محکم تر شدن مقررات زیست محیطی و صنایع تولید پایدار ، کامپوزیت های فیبر کربن ترموپلاستیک برای انتقال از برنامه های طاقچه به پذیرش اصلی ، تغییر شکل دادن به نحوه طراحی و بازیابی مواد با کارایی بالا آماده می شوند.
