国产高性能热塑性复合材料的产业化之路在哪里？

热塑性复合材料从上世纪70年代初被开发以来，一直都受到各国重视，相关的研究及应用层出不穷。航天航空、汽车、化工、电子电器等领域均是热塑性复合材料应用和发展速度较快的领域。特别是近10年来，每年的消费量均超25% 的速度增长，发展速度比热固性复合材料高数倍。根据 2019 年热塑性复合材料研究报告显示，全球热塑性复合材料市场规模将从 2019 年的 280 亿美元增长到 2024 年 360 亿美元，预测期内的复合年增长率为 5.2 %。热塑性复合材料优势（与热固性复合材料相比）

1. 环境影响因素小—储存方便，储存时间长（原材料可以在室温下长期储存）。
2. 材料可以熔融连接。
3. 性能优异：更高的韧性和损伤容限、优异的阻燃性能和低的烟气毒性、低的吸湿率、一些热塑性复合材料还有更高的使用温度
4. 可以回收再加工
5. 材料成型快、成型方式多样化，更适用于自动化生产

热塑性复合材料用树脂分类

1. 常用的高性能热塑性树脂：聚醚醚酮（PEEK）、聚醚酰亚胺（PEI）、聚苯硫醚（PPS）和聚醚酮酮（PEKK）等，具有优异的缺口冲击强度和损伤容限，其中PEEK在航空航天应用最多。

2. 其他热塑性树脂：聚酰胺（PA）、聚丙烯（PP）、聚乙烯（PE）、聚碳酸酯（PC）、聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）、热塑性聚氨酯弹性体（TPU）等。

热塑性复合材料预浸料国内外研究现状

国外对于连续纤维增强高性能预浸料的研究起步较早。目前，国外行业内的龙头企业已经完成了高性能热塑性复合材料的产业化生产。

图片来源：CW

1. 目前PEEK预浸料主要供应商有Toray、TenCate、Solvay、Fiberforge、Victrex、Celanese、Barrday、Cytec Industries和东邦特耐克丝。

2. PPS预浸料主要供应商有Toray、TenCate、Fiberforge、Barrday。

3. PEKK预浸料主要供应商有Barrday、Solvay、Toray、Tencate、Victrex。 

国内对连续纤维增强高性能热塑性复合材料预浸料制备技术的研究进程较为缓慢，高性能热塑性复合材料仍处于实验、小试阶段以及初步的应用探索，产业化生产方法还不成熟。国内产业化是流延法制备玻纤增强PP、PA、PC、PE等热塑树脂的预浸带，目前也有部分厂家做出来碳纤预浸PPS或PEEK的预浸料，但是受制下游应用原因没有批量应用。今后几年高性能热塑性复合材料必然是行业研究的热点方向之一。如何完成国内高性能热塑性复合材料的产业化发展，仍需行业内外的研究人员共同努力。

来源：Carbontech