Armoc和PBO连续纤维增强新型聚芳醚树脂基复合材料的界面

聚醚醚酮（简称peek）不仅具有优异的机械、耐热和耐化学品性能，且摩擦系数低，承载啮合性好，是继聚四氟乙烯（PTFE）后又一类良好的自润滑材料，在承载能力和耐磨性方面比PTFE表现更好，在无润滑、低速高载、高温、潮湿、污染、腐蚀等恶劣环境下尤为适用。在此基础上，碳纤维的加入不仅增强了它的力学性能，对它的摩擦性能也有重要的‌影响。

30％的碳纤维增强peek复合材料在室温下，拉伸强度比未增强时增加一倍，在150℃下达到三倍，与此同时，增强后的复合材料在冲击强度、弯曲强度和模量方面也得到了大幅度的提升，伸长率急剧降低，热变形温度可超过300℃。复合材料的冲击能量吸收率直接影响到复合材料在承受冲击时的表现，碳纤维增强peek复合材料显示出高达180kJ/kg的比能吸收能力。

碳纤维的增强效应还可以在一定程度上抵御peek的热软化及形成强度非常高的转移膜，能有效地保护接触区域，所以碳纤维增强的peek复合材料的摩擦系数与比磨损率明显比纯peek要低。在相同的实验条件下，碳纤维增强peek复合材料的耐摩擦磨损性能明显优于玻纤peek复合材料，碳纤维对材料耐磨性能的改善效果是相同用量玻纤的5倍以上。碳纤维增强peek复合材料用于零部件制作，可以有效避免金属或者陶瓷材料容易产生表面裂纹等这类问题，其优良的摩擦学性能甚至超过超高摩尔质量的聚乙烯。

peek树脂无毒、质量轻、耐腐蚀，是与人体骨骼最接近的材料之一，能很好地与肌体相容，所以常常被用来代替金属制造人体骨骼。采用碳纤维增强后的peek复合材料弥补了韧性和耐冲击强度偏差的弱点，碳纤维增强peek复合材料在热水、蒸汽、溶剂和化学试剂等条件下能表现出较高的机械强度和水解稳定性，可以用其制备需要高温蒸汽消毒的各种医疗器械。

一般认为，在腐蚀环境中，各向异性不如各向同性铺层好，而制造各向同性铺层的有效办法是使用随机取向的短切纤维作为增强组分。而且有些零部件尺寸较小，结构较为复杂，如果采用长切碳纤维增强的方式，工艺要求和制作成本比较高，所以近年来，短切碳纤维增强聚醚醚酮复合材料或粉末增强聚醚醚酮复合材料被认为具有突出的应用优势，相关的研究也比较多。

但是从实际应用来看，碳纤维增强peek复合材料零部件所应对的环境中腐蚀因素并非是重要的问题，这些零部件的机械性能相对更为重要。在此情况下，长切碳纤维增强无疑是比短切碳纤维或粉末碳纤维的增强效果更好。无锡智上新材料科技有限公司在汲取国外同行先进制造经验的基础上，在长切碳纤维增强peek复合材料的应用方面取得了很大的进展，不仅通过工艺技术大幅度降低了长切碳纤维增强peek的成本价格，而且其生产的长切碳纤维增强peek复合材料骨外科用瞄准器、瞄准架、外固定支架等医疗器械零部件均已达到国际同类产品的质量水准，打破了国内以短切或粉末碳纤维peek复合材料为主的应用格局，为碳纤维增强peek复合材料的应用提供了更多的方向。

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