熱塑性碳纖維增韌處理是否有助于提升其性能上限？
2023年臨近尾聲，疫情后時代的影響尚未消弭，全球有籠罩在經濟惡化的氛圍當中，國內碳纖維產業也因此受到較大的影響，導致低端碳纖維價格驟降。想要挽回這一頹勢，只有在中高端碳纖維方面做出成績，目前熱塑性碳纖維復合材料是一個重要的方向。不過熱塑性碳纖維制備難度很高，需要對碳纖維和熱塑性樹脂做一定的改性處理，才能更好的完成大批量熱塑性碳纖維的生產和應用。本文將介紹熱塑性碳纖維增韌處理的相關知識。
碳纖維增韌是什么？
碳纖維增韌是指增強碳纖維材料韌性或耐久性，我們知道碳纖維是一種密度很小，但強度很高的新型材料，它是由纖維材料經過上千度高溫的氧化而得來的。碳纖維可以經常成絲束的狀態，在抗拉強度和彈性模量方面有極好的性能表現。不過碳纖維自身的韌性并不算太好，脆性較大，因此實際使用中會受到一定的限制。
采用增韌處理的方法來提高碳纖維承受沖擊和抗斷裂的能力，應用中可以承受更大的動態載荷或沖擊力，以拓展該型材料的應用廣度。碳纖維增韌并不是一項簡單的處理方式，其中涉及多種技術，包括改性復合材料中使用的樹脂基體、引入添加劑或改變纖維結構等。通過增韌碳纖維，使之在高強度和高耐用性方面達到一個更好的平衡，未來航空航天、汽車制造、醫療器械和運動器材等領域都會因此收益。
增韌處理有助于提升熱塑性碳纖維的性能嗎？
碳纖維技術在不斷進步，當下熱門的熱固性碳纖維憑借出色的性能表現得到了很多傳統工業行業的青睞，但熱固性碳纖維回收難度大、加工過程復雜、性能上限不高，因此熱塑性碳纖維被認為是下一個階段的重要發展方向。熱塑性碳纖維的制備難度更高，其中熱塑性樹脂惰性較大，需要對碳纖維或樹脂本身進行一定的處理，才能順利進行后續的制備工作。增韌和其他一些處理方法可能會降低熱塑性碳纖維的制備難度，增韌處理是否會提升熱塑性碳纖維的性能呢？
1、抗沖擊性：增韌處理有助于提高復合材料吸收和承受沖擊力而不破裂的能力，這在材料可能承受突然負載或沖擊的應用中尤其重要。
2、彎曲強度和韌性：增韌處理可以提高熱塑性碳纖維復合材料的彎曲強度和韌性，使其在載荷作用下更能抵抗彎曲和變形。
3、抗疲勞性：增強材料的抗疲勞性至關重要，特別是在循環載荷常見的應用中，增韌有助于延緩疲勞失效的發生。
4、斷裂韌性：增韌處理有助于材料抵抗裂紋擴展，提高其斷裂韌性，這對于防止災難性故障和提高整體結構完整性至關重要。
5、耐用性：通過提高熱塑性碳纖維復合材料的韌性，可以提高其整體耐用性和耐磨性，從而延長部件的使用壽命。
6、可加工性：一些增韌處理也可能影響熱塑性復合材料的可加工性，使它們更容易制造和成型為復雜的形式。
熱塑性碳纖維增韌處理的方式方法介紹
增韌處理對熱固性和熱塑性碳纖維同樣適用，對后者的研究可能會突破熱塑性碳纖維制備困難的現狀，引領國產碳纖維更快的進入下一個階段。對熱塑性碳纖維材料的增韌處理并不限定為一種技術，可能包含下面的這些方式方法。
1、基體改性：改變熱塑性基體的成分以增強其韌性，這可能涉及向聚合物中添加抗沖改性劑或增韌劑。
2、纖維結構：優化復合材料結構內碳纖維的排列和方向，以增強整體韌性。
3、添加劑：在基體中引入添加劑，如納米顆?；蛭⑶?，以提高抗沖擊性和韌性。
4、混合：將碳纖維與其他增強材料（例如芳綸或玻璃纖維）相結合，形成韌性更高的混合復合材料。
5、界面結合：增強碳纖維與基材之間的結合效果，提升其物理穩定性和性能上限。
增韌處理只是改善熱塑性碳纖維復合材料制備的一個突破口，國內不少企業和機構想要從該角度深入熱塑性碳纖維的研究，為國內碳纖維產業的良性發展提供助力。目前國內能夠獨立完成熱塑性碳纖維復合材料單向帶制備的企業尚在少數，外觀和性能可以追趕上東麗、帝人的更少，智上新材料認為想要短時間內打破國外技術壟斷，并不太現實，只有通過不斷的實驗、總結、改進，夯實基礎研究，才能實現國內碳纖維產業的崛起。