CF/PEEK的案例
剪切載荷下溫度和應變率對CF/PEEK復合材料強化行為的影響
其中，他們選用的CF/PEEK復合材料來源于江蘇君華特種工程塑料制品有限公司。
圖 1 CF/PEEK 復合材料在不同應變率下的應力-應變曲線
圖 2 CF/PEEK 復合材料在不同溫度下的應力-應變曲線
近幾年對PEEK的研究主要集中在醫療器械方面，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（松質骨3.2～7.8 GPa，皮質骨17～20 GPa），可以避免應力遮擋效應，有效地將骨組織界面的應力均衡傳遞，維持骨結合界面的穩定。然而與金屬種植體相比，PEEK的機械性能有待提高，而纖維增強就是一個很有效的方法。目前有玻纖、碳纖增強PEEK復合材料，以CF/PEEK為例，采用采用CF/PEEK單向預浸料0°制備LU-CF/PEEK復合板材，其縱向模量可達130 GPa！
展開 第三屆熱塑性復合材料國際研討會-江蘇君華特塑攜連續CF/PEEK熱塑性復合材料參加
其中PEEKFRTP?代表連續CF（GF）/PEEK預浸料及其制品，JHFRTP?代表除PEEK以外的其他特種工程塑料與纖維復合產品，樹脂基體包括PPS、PEI、PPSU和PI等；纖維涉及CF和GF等。展品包括PEEK-CF預浸帶、板材、管材、支撐扣、星輪、醫療瞄準架、套管等。其中連續碳纖維CF/PEEK板材榮獲“2021年度材料類SAMPE中國創新入圍獎”。
04、LF-CF/PEEK匹配性研究
▲ 王二平，復材事業部負責人，連續碳纖維織物增強PEEK熱塑性復合材料（LF-CF/PEEK）匹配性研究
本次匯報的題目為“連續碳纖維織物增強PEEK熱塑性復合材料（LF-CF/PEEK）匹配性研究”，對比國內外多家T300 3K纖維織物，分別與PEEK樹脂復合，從碳纖維性能和復合材料產品綜合評估，考察連續CF/PEEK的匹配性。從篩選驗證結果可知，國產纖維材料通過合適的處理工藝可以代替進口使用。
▲ 江蘇君華特塑LF-CF/PEEK板材
隨著國際和國家對熱塑性行業的重視，隨著各類宣傳平臺的推波助瀾，隨著行業的關注和研究的深入，連續CF/PEEK復合材料的研究進程會加快，連續CF/PEEK復合材料的明天會更好!
展開 江蘇君華特塑CF/PEEK熱塑性復合材料榮獲材料類SAMPE中國創新入圍獎
以創新為內在驅動CF/PEEK高性能熱塑性復合材料產業及應用進程！
千米級連續CF/PEEK單向帶：重新定義熱塑性復合材料制造邊界
傳統CF/PEEK單向帶受限于工藝瓶頸，往往只能提供數十米至數百米的斷續產品，接頭頻繁、性能波動、效率低下成為困擾行業的頑疾。
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長度1000米CF/PEEK預浸帶（LU-CF/PEEK）—這不是簡單的數字疊加，而是熱塑性預浸料制造技術的革命性跨越。
從第一米到第一千米，纖維張力始終如一，樹脂分布均勻如一，力學性能穩定如一。
這意味著航空結構件可以實現無接縫整體成型，自動化鋪放、纏繞設備可以連續運行數小時無需停機換卷。千米級連續帶材的誕生，徹底打破了”分段制造、拼接使用”的傳統模式，為大規模工業化應用鋪平了道路。
01、泥漿法工藝賦能，每一米都是品質承諾
江蘇君華股份實現1000米連續長度的背后，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超細粉末與助劑配制成穩定漿料，通過機械震動展紗使碳纖維束均勻展開，再經浸膠、烘干、預熔、平板定型等多道工序精密成型。
與傳統熱熔法相比，泥漿法賦予獨特的優勢
樹脂對纖維的浸潤、包覆分散更加充分，孔隙率更低；
整條生產線配備在線濃度檢測儀、在線張力調節監測設備與厚度反饋系統，確保從首端到末端，纖維質量含量始終維持在62-67%的黃金比例，厚度公差控制在±0.02mm以內。
更重要的是，我們的收卷系統采用自適應張力控制技術，即使長達千米的帶材卷繞，也能保持平整無褶皺、邊緣無損傷。
每一米帶材都經過嚴格的在線檢測，確保拉伸強度、彎曲強度、層間剪切強度等關鍵指標符合航空級標準。
02、從實驗室到產業化，應用場景全面拓展
1000米連續長度帶來的不僅是生產效率的飛躍，更是應用場景的無限拓展。
展開 
什么是碳纖維增強聚醚醚酮復合材料（CF/PEEK）？
碳纖維增強聚醚醚酮復合材料（CF/PEEK），指碳纖維以粉末、顆粒、連續纖維（長纖維）或者織物形式增強聚醚醚酮樹脂基的復合材料。其中碳纖維以織物形式存在的簡稱為CFF/PEEK。復合材料中，樹脂基體賦予了優良的力學性能、熱性能、耐化學腐蝕性和易加工性能；增強纖維則主要決定了復合材料的機械性能。
目前江蘇君華生產的熱塑性PEEK碳纖維復合材料，已通過力學性能測試，被多家國內知名醫療器械單位用于醫療加工髓內釘器械的瞄準架。目前驗證下來發現，熱塑性CF/PEEK碳纖維復合材料加工的瞄準架透光性好，強度高，尺寸穩性定，100次消毒后依然可以精準定位。
展開 CF/PEEK復合材料的性能研究-江蘇君華特塑-王二平
近年來，以PEEK為首的特種工程塑料，以其耐溫性高、韌性好、耐疲勞性好、自潤滑、阻燃、生物植入性材料、可回收等特點，迎合了航空航天、軍工、醫療、特殊機械行業的要求，應用領域逐漸拓寬。
PEEK與纖維材料的有效復合，大大提高了材料的性能。連續CF/PEEK復合材料中，連續碳纖維的高強高模特性，賦予復合材料很高的強度和模量，以及抗變形特性。碳纖維織物增強PEEK復合材料(本文簡稱為連續CF/PEEK，又稱為CCF/PEEK)，以其抗彎曲曲面韌性好，抗疲勞性好，具有單向帶材無法替代的優勢，應用于對曲面要求較高的場合。
由于PEEK價格高，與碳纖維結合的復合材料價格更是不菲。對其復合材料的研究，以tencate、蘇威、恩欣格、帝人等外資企業牽頭，國內研發相對延遲，主要集中在高校、科研院所和極少數企業之中。
江蘇君華特種工程塑料制品有限公司是為數不多的企業之一，江蘇君華立足于PEEK為基體的特種工程塑料研究，近年來由短纖維增強PEEK延展到連續纖維增強PEEK復合材料的研究，研發過程中一些成果供業內人士借鑒。
展開 CF/PEEK碳纖維復合材料和傳統碳纖維復合材料在醫療行業的應用差異
層間結合強度好，江蘇君華生產的PEEK碳纖維復合材料不易分層。熱塑性在模壓成型時，熔融后結合到一體的結合強度高。所以不易分層。從PEEK與碳纖維結合角度說一些，PEEK和碳纖維之間的結合強度很高,因此纖維釋放現象大大減少或沒有。另外,由于PEEK具有抗蠕變力,PEEK聚合物能夠長時間承受相對大的壓力,不會隨時間擴展,并且具有良好的纖維-母體界面結合強度。
近倆年國內也陸續有一些單位開始開發CF/PEEK熱塑性碳纖維復合材料，江蘇君華就是其中的一家。目前江蘇君華生產的熱塑性PEEK碳纖維復合材料，已通過力學性能測試，被多家國內知名醫療器械單位用于醫療加工髓內釘器械的瞄準架。目前驗證下來發現，熱塑性CF/PEEK碳纖維復合材料加工的瞄準架透光性好，強度高，尺寸穩性定，100次消毒后依然可以精準定位。
展開 江蘇君華特塑——連續碳纖維CF/PEEK熱塑性復合材料的專業供應商
CF/PEEK，CF以粉末、顆粒、長纖維、連續纖維或者纖維織物形式增強PEEK的復合材料。尤其以連續纖維和纖維織物增強PEEK的性能更為突出。復合材料具有耐高低溫、韌性好、耐疲勞性好、熱膨脹系數小，吸能抗振，導電性和導熱性好，透X光性、生物相容性好，在航空航天、汽車制造、電子電氣、生物醫療和食品加工等領域具有廣泛的應用，開發利用前景十分廣闊。
織物 CF/PEEK熱塑性碳纖維復合材料一般是以緞紋編織的為主，緞紋的紋路之間間隙大，有錯層間隙更有利于PEEK膠料的浸漬或者浸潤。PEEK本身作為特種高性能工程塑料，具有很多普通材料不具備的性能優點。所以PEEK型的碳纖維復合材料相較于普通環氧型的碳纖維復合材料，性能更加優越，解決了環氧型復合材料存在的很多問題。
江蘇君華特種工程塑料制品有限公司誠邀您蒞臨在北京·中國國際展覽中心（靜安莊館）舉辦的SAMPE 中國2020年會暨第十五屆先進復合材料制品、原材料、工裝及工程應用展覽會。
展位號：1F15
展開 什么是CF/PEEK熱塑性碳纖維復合材料？
CF/PEEK熱塑性碳纖維復合材料一般是以緞紋編織的為主，緞紋的紋路之間間隙大，有錯層間隙更有利于PEEK膠料的浸漬或者浸潤。PEEK材料的流動性不好，冷卻固化速度快。所以碳纖維復合材料的浸潤難度要遠遠高于環氧型碳纖維復合材料。PEEK的熱塑性復合材料一般碳纖維占比50~ 60%之間。密度一般為1.56g/cm3左右。PEEK本身作為特種高性能工程塑料，具有很多普通材料不具備的性能優點，如高強度，耐高溫，自潤滑，耐水解，耐腐蝕等等。所以PEEK型的碳纖維復合材料相較于普通環氧型的碳纖維復合材料，性能更加優越，解決了環氧型復合材料存在的很多問題。因PEEK本身價格比較昂貴，工藝成型難度大，所以目前PEEK熱塑性復合材料的價格也比較昂貴。目前主要廣泛應用于醫療和軍工行業。
展開 連續碳纖維CF/PEEK復合材料 肱骨髓內釘瞄準架
產品詳情：
肱骨髓內釘瞄準架
材質：PEEK5600CF30 （30%碳纖維增強）
組件：瞄準架主體，側向支架
成型工藝：板材CNC加工
1：原版器械為CF-PEEK材質加工。國內大部分目前是采用PEEK5600CF30加工，既可以滿足使用需求，又可以大幅度降低材料成本。
2：左右釘可以使用同一款架子，只需要正反面裝配操作即可。相對來說也提高了對材料加工穩定性的要求，PEEK5600CF30加工后左右釘都可實現精確瞄準。
3：相對于鋁合金材質，PEEK可透X光，質量輕，不會出現表面氧化層脫落。耐腐蝕性更好。
展開 熱塑性CF/PEEK碳纖維復合材料優勢及應用展望
愈來愈多的新材料公司將熱塑性碳纖維復合材料作為重點發展對象，大力推進碳纖維增強PEEK、PI、PPS等熱塑性碳纖維復合材料在高端醫療、精密機械、軌道交通和航空航天等領域的應用。
從短期看，連續碳纖維CF/PEEK熱塑性復合材料的市場應用雖然在國外相對成熟，但是在國內主要應用于航空航天軍工業、醫療器械行業，更多的應用尚未成熟，還有大面積的應用市場有待開發，但是隨著碳纖維熱塑性復合材料制品在工藝及質量穩定性、產品系列化、規格化與國外同類技術水平等方面差距的不斷縮小，相信只要緊密圍繞新興產業的巨大需求，抓住發展機遇，持續推進原料生產技術進步，加大碳纖維熱塑性復合材料體系、加工工藝、應用水平的研究，提高對系列化產品開發、市場培育等環節的支持力度，國內的碳纖維熱塑性復合材料產業必將迎來一個新的發展階段。
轉載自：知乎 《熱塑性碳纖維復合材料優勢及應用展望》YANG
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碳纖維熱塑性復材研發成功
11月28日，上海華航碳纖維復合材料有限公司宣布，其開發出一種連續碳纖維增強聚醚醚酮復合材料(CF/PEEK復合材料)。這種復合材料的強度比金屬高5倍，質量比金屬輕60%，性能比同類產品提升了10%以上。
上海華航碳纖維復合材料有限公司由單毫、洪成、賈凱慧等9名華東理工大學的在校研究生組建。該團隊著眼于開發高性能碳纖維熱塑性復合材料，其開發的CF/PEEK復合材料產品多項性能指標優于國外同類產品。
這種復合材料既耐高溫又耐腐蝕，抗沖擊性強，可塑性高，還具備自潤滑、耐磨損、X光可透過、耐輻射等特性。具備這些特點的材料應用于飛機制造取代部分金屬材料，可以達到減輕機身質量、減少燃油使用和降低碳排放作用，相關產品在國產大飛機的潛在供應商進行試用時獲得認可。除此以外，這種復合材料還可廣泛應用于航空航天領域、能源工業、交通運輸、醫療器械等領域。
華航復材團隊的單毫，師從華東理工大學化工學院周曉東老師，他將CF/PEEK復合材料作為自己的研究課題。同一實驗室的洪成、陳宇也加入其中組成了初創團隊。經過不懈努力與反復嘗試，該團隊克服了PEEK樹脂加工溫度高、熔融黏度大、很難充分浸漬纖維等難題，改善了生產工藝與生產設備，成功開發出高性能CF/PEEK復合材料，并申請了發明專利。如今，華航團隊擁有3項發明專利、獲得了4項書面合作意向書。與此同時，該團隊還獲得中國第四屆“互聯網 ”創新創業大賽上海市金獎、全國銀獎，2018年“創青春”全國大學生創業大賽上海市金獎、全國銀獎。
調研顯示，受限于技術壁壘較高，全球能生產CF/PEEK復合材料的企業屈指可數。目前國內對該材料的研發尚停留在實驗室階段，沒有工業化生產能力。然而，我國大飛機、高速列車、汽車工業、核電工程等對該材料的需求十分迫切。
展開 3D打印突破碳纖維增強PEEK復合材料粉末床熔融成形機理
聚醚醚酮（簡稱PEEK）是一種具有優異力學性能的高溫熱塑性塑料，具有較高的玻璃化轉變溫度（145℃）和熔點（339℃），采用纖維增強的PEEK復合材料具有更高的強度、模量及熱變形溫度，可代替鋁及鋁合金等金屬材料用于航空航天、汽車制造等領域。激光選區燒結（SLS）作為3D打印技術中的一種，在制備復雜結構制件及結構優化方面具有獨特的優勢，這就使得PEEK及其復合材料的3D打印具有較大的吸引力。
然而，目前PEEK及其復合材料的SLS制件強度均低于其注塑件，從而大大限制了PEEK及其復合材料的3D打印制件的應用范圍；同時，較高的加工溫度（＞300℃）對設備提出了更大的挑戰，目前可用于PEEK材料SLS成形的設備較少，商業化的設備僅有EOSP800、EOSP810等，但是其價格昂貴，系統封閉，這就為PEEK的SLS工藝研究及復合材料的配方研究產生了很大的限制。
圖1. PEEK和CF / PEEK復合材料的零剪切粘度與溫度的關系該文章采用SLS制備高強度碳纖維（CF）增強PEEK復合材料，基于高溫流變行為對CF / PEEK復合材料的燒結機理進行了深入研究。通過將模擬溫度分布與粘度-溫度關系相結合來定義新的有效熔化區域，并用于預測工藝規劃。
圖2. 由PEEK和CF / PEEK（a-e）計算的有效熔化區域和PEEK（f）的熱重曲線根據計算結果，對CF/PEEK開展了SLS工藝實驗，結果表明，當激光功率為18.5W、掃描速度3000mm/s、掃描間距0.12mm，分層厚度為0.1mm時，10%碳纖維含量的復合材料的拉伸強度達到109±1 MPa、拉伸模量為7365±468 MPa；5%碳纖維含量的復合材料的彎曲強度達到183±4 MPa，均遠高于PEEK的注塑件。
展開 連續纖維增強高性能熱塑性復合材料 應用現狀
連續纖維增強高性能熱塑性復合材料（CF/PEEK，CF/PPS等），相比于傳統熱固性復合材料，具有更明顯的性能優勢，滿足航空領域應用的多種需求。隨著國外基礎研究的深入和工業制造能力的提升，以及材料成本和制造成本的降低，近年來CF/PEEK熱塑性復合材料憑借優異的性能開始在眾多領域開展應用研究。目前，處于研究階段的部件主要集中在航空、航天、船舶、石油以及高端民用制造領域。部分已經應用和正在科研攻堅的部件如圖5所示，這些應用和研究進展表明連續纖維增強高性能熱塑性復合材料，尤其是CF/PEEK熱塑性復合材料的廣闊前景。
圖5 CF/PEEK熱塑性復合材料已經應用和正在研發的部件實例
（a）衛星支架或蒙皮；（b）機翼前緣；（c）彈艙門；（d）發動機機匣和風扇葉片；（e）直升機旋翼槳轂和起降支承；（f）采油管道
國內對于連續纖維增強高性能熱塑性復合材料制件的結構設計與應用尚處于起步階段，高性能熱塑性復合材料的上游材料即高性能熱塑性預浸料的批量化生產尚屬空白，追趕國外高性能熱塑性復合材料設計和制造技術，積累國內熱塑性復合材料設計和制造經驗仍是當前研究的重要內容。
原文出處：
連續纖維增強高性能熱塑性樹脂基復合材料的制備與應用（點擊“題目”可鏈接全文）
肇 研，劉寒松
2020, 48(8): 49-61
doi:10.11868/j.issn.1001-4381.2020.000209
展開 90后研發高性能航空材料
經過不懈努力與反復嘗試，最終，隊員們克服了PEEK樹脂加工溫度高，熔融黏度大，很難充分浸漬纖維這一難題，改善了生產工藝與生產設備，大大提升了CF/PEEK復合材料的性能，并申請了發明專利。
“我們的技術和產品應該去市場上接受檢驗！”單毫和隊員們再邁進一步，放眼實驗室外的廣闊天地。他們開始廣泛調研，收集各方信息。團隊陸續吸納了多位優秀研究生，從技術團隊擴充至創業團隊?！拔覀兊膭摌I項目能夠為國內市場注入一些信心，這給了我無可言喻的成就感?！眴魏帘硎荆徽撐磥砣绾危窈笕詫⒗^續服務于相關領域。
