連續(xù)碳纖維增強(qiáng)PEEK復(fù)合材料的應(yīng)用選型

碳纖維增強(qiáng)PEEK復(fù)合材料（5600CF/PEEK），指碳纖維以粉末、顆粒、連續(xù)纖維（長(zhǎng)纖維）或者織物形式增強(qiáng)PEEK樹(shù)脂基的復(fù)合材料。其中碳纖維以織物形式存在的簡(jiǎn)稱為CFF/PEEK。復(fù)合材料中，樹(shù)脂基體賦予了優(yōu)良的力學(xué)性能、熱性能、耐化學(xué)腐蝕性和易加工性能；增強(qiáng)纖維則主要決定了復(fù)合材料的機(jī)械性能?；奶幚恚?、打磨處理，使涂覆面平整，躊件刺和，棱角部分應(yīng)圓弧過(guò)度R≥5mm。

CF是一種含碳量在90%以上的高強(qiáng)度、高模量纖維的新型纖維材料。質(zhì)輕高強(qiáng)是其顯著的特點(diǎn)，密度僅有1.7g/cm3，不到鋼的1/4，強(qiáng)度卻是鋼的數(shù)倍；紡織纖維的柔軟可加工性；較低的電化學(xué)活性，的耐腐蝕能力，有效延長(zhǎng)使用壽命。其復(fù)合材料具有耐高低溫、熱膨脹系數(shù)小、吸能抗振、一定的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性、良好的透光性、生物相容性等優(yōu)點(diǎn)。PEEK具有的機(jī)械性能以及對(duì)車用工作液具有卓越的耐化學(xué)腐蝕性，良好的耐磨損性能等使其在汽車行業(yè)應(yīng)用越來(lái)越廣泛。

在CF/PEEK中，CF選用聚基CF（PAN基CF）。PAN基CF生產(chǎn)主要包括原絲生產(chǎn)和原絲碳化兩個(gè)過(guò)程：首先通過(guò)聚合和紡紗等一系列工藝加工成被稱為“母體“的PAN纖維或原絲，將原絲先放入氧化爐（200到300℃）氧化，再放入1000到2000℃碳化爐中進(jìn)行碳化等工序制成CF。因其優(yōu)越的沖突功能，在沖突使用領(lǐng)域變成抱負(fù)材料，如套筒軸承、滑動(dòng)軸承、閥門座、密封圈、泵耐磨環(huán)等。

PEEK板材料的發(fā)展及應(yīng)用

PEEK是一種耐高溫、的熱塑性特種工程塑料。它有著良好的機(jī)械性能和耐化學(xué)品、耐磨損、耐水解等性能；它比重輕，自潤(rùn)滑性能好，由于具有非常好的加工性能，可以填充碳纖維、二硫化鉬等進(jìn)一步提高潤(rùn)滑性能和機(jī)械強(qiáng)度。PEEK工程塑料廣闊的應(yīng)用空間涉及到航空、機(jī)械、電子、化工、汽車等高科技工業(yè)領(lǐng)域，可制造高要求的機(jī)械零部件，如齒輪、軸承、活塞環(huán)、支撐環(huán)、密封環(huán)（函）、閥片、耐磨圈等。熱膨脹系數(shù)小，跟著溫度的改變(可由環(huán)境溫度的改變或工作過(guò)程中摩擦生熱導(dǎo)致)，PEEK材料零件的尺度改變很小。

國(guó)內(nèi)PEEK材料研發(fā)的歷程

我國(guó)從“七·五”計(jì)劃開(kāi)始，在國(guó)家科技攻關(guān)計(jì)劃和“863”計(jì)劃中分別設(shè)立專項(xiàng)進(jìn)行獨(dú)立自主的研究開(kāi)發(fā)，吉林大學(xué)是承擔(dān)這些研究計(jì)劃的單位，終在“八·五”期間完成了10t/y的擴(kuò)試。鑒定結(jié)果表明，材料主要性能指標(biāo)達(dá)到國(guó)外同類產(chǎn)品水平。目前，國(guó)內(nèi)開(kāi)發(fā)的這一產(chǎn)品已取得了幾項(xiàng)國(guó)家發(fā)明專利，擁有了獨(dú)立自主的知識(shí)產(chǎn)權(quán)，形成了批量生產(chǎn)能力，不僅滿足了發(fā)展我國(guó)的需要，也為民用高技術(shù)的發(fā)展提供了材料來(lái)源。歐洲某車型有44個(gè)零部件采用了PEEK塑料代替?zhèn)鹘y(tǒng)的金屬制品。在此基礎(chǔ)上，“九·五”科技攻關(guān)計(jì)劃立項(xiàng)50t/y的中試，完成后又被國(guó)家發(fā)改委在“十·五”期間列為建設(shè)500t/y規(guī)模產(chǎn)業(yè)化示范工程，并于2003年底建成投產(chǎn)，從而使我國(guó)成為目前繼英國(guó)Victrex公司之后第二個(gè)能自主生產(chǎn)這種塑料的國(guó)家，打破了Victrex公司長(zhǎng)達(dá)20多年的壟斷地位。另外，由于此項(xiàng)技術(shù)不僅擁有獨(dú)立自主的知識(shí)產(chǎn)權(quán)，而且實(shí)現(xiàn)了全部生產(chǎn)設(shè)備和原料的國(guó)產(chǎn)化，因此生產(chǎn)成本低，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。

PEEK的主要應(yīng)用領(lǐng)域

辦公用機(jī)械零部件領(lǐng)域：對(duì)于復(fù)印機(jī)的分離爪、特殊耐熱軸承、鏈條、齒輪等，用PEEK樹(shù)脂代替金屬作為它們的材料時(shí)，可以使部件輕量化、耐疲勞，并能夠做到無(wú)油潤(rùn)滑。

電線包覆領(lǐng)域：PEEK包覆層有很好的阻燃性，不加任何阻燃劑，其阻燃級(jí)別即可達(dá)UL94V-0級(jí)。PEEK樹(shù)脂也具有耐剝離性、耐輻照性（109拉德）等優(yōu)點(diǎn)，因此用在以及核能等相關(guān)領(lǐng)域的特種電線。

板材、棒材等領(lǐng)域：PEEK在一些特殊領(lǐng)域應(yīng)用過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)遇到數(shù)量少、品種多的現(xiàn)象，這時(shí)用棒、板等型材進(jìn)行機(jī)械加工制造是十分有利的。

纖維領(lǐng)域：PEEK纖維（包括單絲）工業(yè)濾布、工業(yè)用刷等制品中。在復(fù)合材料領(lǐng)域，PEEK纖維的魅力在于其熱塑性且耐高溫。在工業(yè)用濾布和工業(yè)用刷方面除耐熱性外，其魅力還在于它的耐化學(xué)藥品性和耐磨性。