CF/PEEK
關(guān)注創(chuàng)建者：junhuapeek 創(chuàng)建時(shí)間：2020-05-29
CF/PEEK的實(shí)例教程
其中，他們選用的CF/PEEK復(fù)合材料來(lái)源于江蘇君華特種工程塑料制品有限公司。
圖 1 CF/PEEK 復(fù)合材料在不同應(yīng)變率下的應(yīng)力-應(yīng)變曲線
圖 2 CF/PEEK 復(fù)合材料在不同溫度下的應(yīng)力-應(yīng)變曲線
近幾年對(duì)PEEK的研究主要集中在醫(yī)療器械方面，這主要是由于PEEK的彈性模量約為3～4 GPa，與純鈦（110 GPa）相比，更接近骨組織的彈性模量（松質(zhì)骨3.2～7.8 GPa，皮質(zhì)骨17～20 GPa），可以避免應(yīng)力遮擋效應(yīng)，有效地將骨組織界面的應(yīng)力均衡傳遞，維持骨結(jié)合界面的穩(wěn)定。然而與金屬種植體相比，PEEK的機(jī)械性能有待提高，而纖維增強(qiáng)就是一個(gè)很有效的方法。目前有玻纖、碳纖增強(qiáng)PEEK復(fù)合材料，以CF/PEEK為例，采用采用CF/PEEK單向預(yù)浸料0°制備LU-CF/PEEK復(fù)合板材，其縱向模量可達(dá)130 GPa！
展開(kāi) 其中PEEKFRTP?代表連續(xù)CF（GF）/PEEK預(yù)浸料及其制品，JHFRTP?代表除PEEK以外的其他特種工程塑料與纖維復(fù)合產(chǎn)品，樹(shù)脂基體包括PPS、PEI、PPSU和PI等；纖維涉及CF和GF等。展品包括PEEK-CF預(yù)浸帶、板材、管材、支撐扣、星輪、醫(yī)療瞄準(zhǔn)架、套管等。其中連續(xù)碳纖維CF/PEEK板材榮獲“2021年度材料類SAMPE中國(guó)創(chuàng)新入圍獎(jiǎng)”。
04、LF-CF/PEEK匹配性研究
▲ 王二平，復(fù)材事業(yè)部負(fù)責(zé)人，連續(xù)碳纖維織物增強(qiáng)PEEK熱塑性復(fù)合材料（LF-CF/PEEK）匹配性研究
本次匯報(bào)的題目為“連續(xù)碳纖維織物增強(qiáng)PEEK熱塑性復(fù)合材料（LF-CF/PEEK）匹配性研究”，對(duì)比國(guó)內(nèi)外多家T300 3K纖維織物，分別與PEEK樹(shù)脂復(fù)合，從碳纖維性能和復(fù)合材料產(chǎn)品綜合評(píng)估，考察連續(xù)CF/PEEK的匹配性。從篩選驗(yàn)證結(jié)果可知，國(guó)產(chǎn)纖維材料通過(guò)合適的處理工藝可以代替進(jìn)口使用。
▲ 江蘇君華特塑LF-CF/PEEK板材
隨著國(guó)際和國(guó)家對(duì)熱塑性行業(yè)的重視，隨著各類宣傳平臺(tái)的推波助瀾，隨著行業(yè)的關(guān)注和研究的深入，連續(xù)CF/PEEK復(fù)合材料的研究進(jìn)程會(huì)加快，連續(xù)CF/PEEK復(fù)合材料的明天會(huì)更好!
展開(kāi) 以創(chuàng)新為內(nèi)在驅(qū)動(dòng)CF/PEEK高性能熱塑性復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)及應(yīng)用進(jìn)程！
傳統(tǒng)CF/PEEK單向帶受限于工藝瓶頸，往往只能提供數(shù)十米至數(shù)百米的斷續(xù)產(chǎn)品，接頭頻繁、性能波動(dòng)、效率低下成為困擾行業(yè)的頑疾。
如今，江蘇君華特種高分子材料股份有限公司自豪地推出連續(xù)長(zhǎng)度1000米CF/PEEK預(yù)浸帶（LU-CF/PEEK）—這不是簡(jiǎn)單的數(shù)字疊加，而是熱塑性預(yù)浸料制造技術(shù)的革命性跨越。
從第一米到第一千米，纖維張力始終如一，樹(shù)脂分布均勻如一，力學(xué)性能穩(wěn)定如一。
這意味著航空結(jié)構(gòu)件可以實(shí)現(xiàn)無(wú)接縫整體成型，自動(dòng)化鋪放、纏繞設(shè)備可以連續(xù)運(yùn)行數(shù)小時(shí)無(wú)需停機(jī)換卷。千米級(jí)連續(xù)帶材的誕生，徹底打破了”分段制造、拼接使用”的傳統(tǒng)模式，為大規(guī)模工業(yè)化應(yīng)用鋪平了道路。
01、泥漿法工藝賦能，每一米都是品質(zhì)承諾
江蘇君華股份實(shí)現(xiàn)1000米連續(xù)長(zhǎng)度的背后，是泥漿法制備工藝的精密支撐。我們使用君華為單向帶專門推出的PEEK超細(xì)粉末與助劑配制成穩(wěn)定漿料，通過(guò)機(jī)械震動(dòng)展紗使碳纖維束均勻展開(kāi)，再經(jīng)浸膠、烘干、預(yù)熔、平板定型等多道工序精密成型。
與傳統(tǒng)熱熔法相比，泥漿法賦予獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)
樹(shù)脂對(duì)纖維的浸潤(rùn)、包覆分散更加充分，孔隙率更低；
整條生產(chǎn)線配備在線濃度檢測(cè)儀、在線張力調(diào)節(jié)監(jiān)測(cè)設(shè)備與厚度反饋系統(tǒng)，確保從首端到末端，纖維質(zhì)量含量始終維持在62-67%的黃金比例，厚度公差控制在±0.02mm以內(nèi)。
更重要的是，我們的收卷系統(tǒng)采用自適應(yīng)張力控制技術(shù)，即使長(zhǎng)達(dá)千米的帶材卷繞，也能保持平整無(wú)褶皺、邊緣無(wú)損傷。
每一米帶材都經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的在線檢測(cè)，確保拉伸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度、層間剪切強(qiáng)度等關(guān)鍵指標(biāo)符合航空級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。
02、從實(shí)驗(yàn)室到產(chǎn)業(yè)化，應(yīng)用場(chǎng)景全面拓展
1000米連續(xù)長(zhǎng)度帶來(lái)的不僅是生產(chǎn)效率的飛躍，更是應(yīng)用場(chǎng)景的無(wú)限拓展。
展開(kāi) 碳纖維增強(qiáng)聚醚醚酮復(fù)合材料（CF/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)聚醚醚酮樹(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。
目前江蘇君華生產(chǎn)的熱塑性PEEK碳纖維復(fù)合材料，已通過(guò)力學(xué)性能測(cè)試，被多家國(guó)內(nèi)知名醫(yī)療器械單位用于醫(yī)療加工髓內(nèi)釘器械的瞄準(zhǔn)架。目前驗(yàn)證下來(lái)發(fā)現(xiàn)，熱塑性CF/PEEK碳纖維復(fù)合材料加工的瞄準(zhǔn)架透光性好，強(qiáng)度高，尺寸穩(wěn)性定，100次消毒后依然可以精準(zhǔn)定位。
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傳統(tǒng)CF/PEEK單向帶受限于工藝瓶頸，往往只能提供數(shù)十米至數(shù)百米的斷續(xù)產(chǎn)品，接頭頻繁、性能波動(dòng)、效率低下成為困擾行業(yè)的頑疾。
如今，江蘇君華特種高分子材料股份有限公司自豪地推出連續(xù)長(zhǎng)度1000米CF/PEEK預(yù)浸帶（LU-CF/PEEK）—這不是簡(jiǎn)單的數(shù)字疊加，而是熱塑性預(yù)浸料制造技術(shù)的革命性跨越。
從第一米到第一千米，纖維張力始終如一，樹(shù)脂分布均勻如一，力學(xué)性能穩(wěn)定如一。
人形機(jī)器人的單臺(tái) PEEK 用量并無(wú)確切數(shù)字，特斯拉、優(yōu)必選、智元等機(jī)器人平均重量在 58kg，假設(shè)其中齒輪和關(guān)節(jié)用 1kg 純 PEEK 材料，肢體中用 8kg 的 CF/PEEK 復(fù)合材料（PEEK 含量一般 30%以內(nèi)）減重，那么單臺(tái)機(jī)器人的 PEEK 消耗量為 6.6kg。
該系統(tǒng)的最高噴嘴溫度為 400°C，可以打印多數(shù)顆粒狀熱塑性塑料，從 PP、ABS 和 PETG 到纖維增強(qiáng)和高性能材料，如 CF 尼龍或 PEEK。利用Belotti 的 5 軸 CNC 加工中心和 8 到 60 個(gè)工具更換位置，BEAD 提供了大量的多功能性。該機(jī)器有多種龍門架配置，尺寸可達(dá) 50 x 11 x 5 米。
江蘇君華特種工程塑料制品有限公司工程技術(shù)研究中心的復(fù)合材料研發(fā)部門于2022年3月在《纖維復(fù)合材料》期刊雜志上刊登發(fā)表了《連續(xù)碳纖維織物增強(qiáng)PEEK熱塑性復(fù)合材料匹配性研究》的文章。
連續(xù)碳纖維織物增強(qiáng)PEEK熱塑性復(fù)合材料匹配性研究<<<<
論文聚焦行業(yè)熱點(diǎn)，采用科學(xué)準(zhǔn)確的研究方法，利用公司先進(jìn)的研究設(shè)備和科研環(huán)境，經(jīng)過(guò)耐心細(xì)致的反復(fù)試驗(yàn)，得出精確詳實(shí)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，收獲創(chuàng)新成果匯總成文
▲ 江蘇君華特塑LF-CF/PEEK板材
隨著國(guó)際和國(guó)家對(duì)熱塑性行業(yè)的重視，隨著各類宣傳平臺(tái)的推波助瀾，隨著行業(yè)的關(guān)注和研究的深入，連續(xù)CF/PEEK復(fù)合材料的研究進(jìn)程會(huì)加快，連續(xù)CF/PEEK復(fù)合材料的明天會(huì)更好!
以創(chuàng)新為內(nèi)在驅(qū)動(dòng)CF/PEEK高性能熱塑性復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)及應(yīng)用進(jìn)程！
其結(jié)果表明在PEEK粉末中加入不同添加量和種類的碳纖維(Unoxidized或Oxidized )均能有效的提高復(fù)合材料的耐磨損性能，并且隨著添加量的增加CF/PEEK復(fù)合材料磨損率的變化趨勢(shì)基本相同，均是先逐漸減小后增加，只是變化的幅度不同。
目前有玻纖、碳纖增強(qiáng)PEEK復(fù)合材料，以CF/PEEK為例，采用采用CF/PEEK單向預(yù)浸料0°制備LU-CF/PEEK復(fù)合板材，其縱向模量可達(dá)130 GPa！
連續(xù)CF/PEEK復(fù)合材料中，連續(xù)碳纖維的高強(qiáng)高模特性，賦予復(fù)合材料很高的強(qiáng)度和模量，以及抗變形特性。碳纖維織物增強(qiáng)PEEK復(fù)合材料(本文簡(jiǎn)稱為連續(xù)CF/PEEK，又稱為CCF/PEEK)，以其抗彎曲曲面韌性好，抗疲勞性好，具有單向帶材無(wú)法替代的優(yōu)勢(shì)，應(yīng)用于對(duì)曲面要求較高的場(chǎng)合。
由于PEEK價(jià)格高，與碳纖維結(jié)合的復(fù)合材料價(jià)格更是不菲。
恭喜CF/PEEK復(fù)合材料論文在纖維復(fù)合材料雜志發(fā)表！
