在高性能復(fù)合材料領(lǐng)域，碳纖維增強(qiáng)聚醚醚酮(CF/PEEK)因其卓越的機(jī)械性能、耐化學(xué)性和熱穩(wěn)定性而備受關(guān)注。然而，實(shí)現(xiàn)這種材料的最佳性能不僅依賴于基體和增強(qiáng)體的選擇，更在于兩者之間界面結(jié)合的質(zhì)量。不同樹脂含量下界面結(jié)合情況對CF/PEEK復(fù)合材料性能也具有不一樣的影響，本文中將引用部分研究數(shù)據(jù)進(jìn)行解讀。

　　界面層作為連接纖維與樹脂基體的關(guān)鍵區(qū)域，其微觀結(jié)構(gòu)直接影響復(fù)合材料的整體力學(xué)性能。研究表明，在CF/PEEK復(fù)合材料中，當(dāng)纖維表面形成橫晶層時，其楊氏模量顯著提高。然而，樹脂含量的變化會顯著影響這一過程：

　　樹脂過多情況下，過量的樹脂會導(dǎo)致界面層變厚，但同時也會增加無定形區(qū)的比例，降低有效增強(qiáng)纖維(即晶片)的密度。這將導(dǎo)致界面層的楊氏模量下降，因?yàn)闊o定形區(qū)的力學(xué)性能遠(yuǎn)低于結(jié)晶區(qū)。 根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，當(dāng)樹脂含量過高時，垂直于纖維方向的楊氏模量相較于理想狀態(tài)有所降低。

　　而樹脂過少的情況下，也是會出現(xiàn)性能下降，樹脂不足則可能導(dǎo)致纖維表面未能充分覆蓋，無法形成連續(xù)且穩(wěn)定的橫晶層。這種情況下的界面結(jié)合強(qiáng)度較差，容易引發(fā)應(yīng)力集中點(diǎn)，進(jìn)而影響復(fù)合材料的耐疲勞性和抗沖擊性能。因此合適的樹脂和復(fù)材配比就非常重要，需要結(jié)合多方面來考量。

　　通過比對能夠在纖維表面形成橫晶層的單向CF/PEEK復(fù)合材料A和無法形成橫晶層的復(fù)合材料B，進(jìn)行詳細(xì)的數(shù)據(jù)分析：

　　進(jìn)行X射線衍射分析時結(jié)果顯示，復(fù)合材料A中有明顯的微晶取向排列，表明形成了理想的橫晶層;而復(fù)合材料B則沒有這樣的特征，說明缺乏有效的界面結(jié)合。

　　再進(jìn)行超聲浸漬法測得的模量數(shù)據(jù)中復(fù)合材料A的垂直于纖維軸向的楊氏模量為7.44 GPa，面內(nèi)剪切模量為4.28 GPa，面外剪切模量為2.73 GPa。相比之下，復(fù)合材料B的相應(yīng)值分別為楊氏模量5.49 GPa、面內(nèi)剪切模量為3.54 GPa和面外剪切模量為2.08 GPa，均低于復(fù)合材料A。

　　這些數(shù)據(jù)進(jìn)一步表明了界面結(jié)合質(zhì)量對于復(fù)合材料性能的重要性。因此在進(jìn)行CF/PEEK材料制作時候，就需要通過優(yōu)化樹脂含量，確保形成均勻且穩(wěn)定的橫晶層，才可以顯著提升復(fù)合材料的剛性和強(qiáng)度。

　　通過與國內(nèi)CF/PEEK生產(chǎn)廠家智上新材料科技公司的劉工處了解到，在熱塑性碳纖維復(fù)合材料生產(chǎn)中，不單是PEEK材質(zhì)，包括其他的熱塑性樹脂的熱塑性復(fù)合材料的研發(fā)重點(diǎn)就是樹脂浸漬，浸漬的效果決定了界面結(jié)合情況，因此在CF/PEEK復(fù)合材料的生產(chǎn)中，界面改性技術(shù)就尤為關(guān)鍵，可以通過添加特定的界面調(diào)節(jié)劑，在纖維表面誘導(dǎo)形成更加有序且穩(wěn)定的橫晶層，從而增強(qiáng)纖維與樹脂之間的粘結(jié)強(qiáng)度。威盛新材料在該產(chǎn)品的生產(chǎn)中，還通過PEEK樹脂改性以及多次研發(fā)得出的工藝參數(shù)中，精準(zhǔn)化生產(chǎn)，控制熔融溫度、結(jié)晶溫度及時間等參數(shù)，使得橫晶層厚度適中，既保證了足夠的樹脂覆蓋纖維表面，又避免了過度堆積導(dǎo)致的無定形區(qū)比例增加，確保最佳的界面結(jié)合效果。

　　威盛新材料憑借其獨(dú)特的界面改性技術(shù)，在保證CF/PEEK材料高性能優(yōu)勢的同時，進(jìn)一步拓寬了該材料的應(yīng)用范圍。未來，隨著更多先進(jìn)界面工程技術(shù)的發(fā)展，CF/PEEK復(fù)合材料將在航空航天、汽車制造等領(lǐng)域發(fā)揮更大的作用，推動各行業(yè)的持續(xù)進(jìn)步和技術(shù)革新。