基于特种塑料聚芳醚酮（PAEK）类的高功能碳纤维复合资料的研讨工作已经进行了十数年的时间，通过对碳纤维和聚芳醚酮类基体塑料的深化研讨，发现该类型复合资料的机械功能取决于碳纤维的形状（接连与不接连）、在复合资料基体中的体积分数和取向、以及复合资料的制备工艺（包含紧缩、打针、挤出等）。不接连碳纤维（短切、长切等）是曩昔十几年研讨的要点，但却不是功能最优的部分，单向接连碳纤维的研讨正在逐步增多，但囿于技能影响，想要制备高功能接连碳纤维增强聚芳醚酮类复合资料，还需求更多更深化的研讨和更全面的数据支持。

碳纤维增强聚芳醚酮类复合资料制备的难点是什么？

其完结阶段碳纤维增强聚芳醚酮类复合资料的制备，在浸润环节就卡住了。聚芳醚酮类特种塑料（如PEEK、PEKK、PEKEKK等）的高熔体粘度在370~ 400℃时约为100~1500Pa·s.高熔体粘度的存在会阻挠复合资料完结聚芳醚酮基体对碳纤维的彻底潮湿和覆盖，然后导致复合资料结构内出现较大的空地，然后下降整体的机械功能。

现在可行的处理方法是将该类复合资料的加工温度进步50至80°C，高于聚芳醚酮类特种塑料熔化温度,以改进流动性并确保纤维潮湿，另外还可以通过增加相容性增塑剂（例如热致液晶聚合物和大环化合物）来下降熔体的粘度，然后下降所需的加工温度。不过这两类方法在理论上可行，但在真实实践中也存在不少的问题，不然碳纤维增强聚芳醚酮复合资料的制备就不会在曩昔的十几年内都难以突破了。

碳纤维界面处理有助于进步制备聚芳醚酮类复合资料的成功性

碳纤维外表聚芳醚酮特种塑料具有相对慵懒，想要结实的完结界面结合，需求通过额定的物理或化学处理进行外表活化，较为典型的外表处理方法包含上浆剂处理、电化学氧化、等离子体处理和外表接枝。不同处理方法存在各自的优缺点，在技能没有老练的阶段，都不能作为批量生产制备运用。

1、上浆剂处理：上浆剂是低分子量或彻底开发的聚合物，可直接应用于碳纤维外表，以增强基体聚合物的粘附力并减少纤维加工过程中的纤维损伤。现在热固性碳纤维复合资料制备中，就有类似的上浆剂运用。不过针对不同的基体资料，需求挑选应用的上浆剂存在较大的差异。

改进碳纤维和聚芳醚酮基体之间相互作用的上浆剂通常是通过键合缠结连接，在上浆剂与聚芳醚酮基体进行必定程度的混合，聚醚酰亚胺(PEI)就是不错的上浆剂挑选，它具有不错的热稳定性，而且可与聚醚醚酮部分溶解性。研讨发现，具有与基体资料相似的化学结构的上浆剂可有用进步对碳纤维外表的粘附力，然后提高热塑性碳纤维复合资料界面粘合的作用。

2、等离子处理：等离子处理是将碳纤维露出于等离子气体中，以增加外表粗糙度并向碳纤维外表引进极性官能团以改进聚芳醚酮基体的潮湿性和粘附力。其本质是通过运用各种气体来完结的，例如空气、氧气、氨和氮气。等离子体处理通过增加羰基、羧酸和醇残基来增加碳纤维外表的酸性和疏水性。

等离子外表处理可以改进界面粘合和剪切强度，但过度露出于等离子会下降单根纤维的拉伸强度。 因而，成功的等离子体改性需求严格控制最佳露出条件，以在不献身纤维机械功能的情况下产生改进的界面。

3、电化学氧化：电化学氧化用于将极性官能团引进碳纤维外表，然后改进纤维和聚合物之间的界面相互作用，碳纤维外表增加的官能团类型包含羟基（C-OH）、羰基（C=O）和羧基（COOH）。电化学氧化增强碳纤维外表的化学反应性，可提高复合资料中的界面结合作用。 除了依赖于与聚芳醚酮类基体的直接相互作用外，还可以通过低聚物接枝技能对碳纤维外表进行进一步功能化，然后进一步改进界面结合。

4、外表接枝：外表接枝依赖于与碳纤维外表的直接化学反应，然后在外表官能团与聚合物或界面改性剂之间构成共价键。不过在曩昔十几年中，在热塑性碳纤维复合资料制备中运用外表接枝的案例很少，应用在特种塑料上的案例就更少了，但这是未来技能开展的一个重要方向，在高功能热塑性碳纤维聚芳醚酮复合资料的制备中或许具有极大的开展空间。

高功能碳纤维复合资料开展至今，虽然在技能层面遇到极大的困难，但相同也有了必定的作用，碳纤维聚醚醚酮（CF/PEEK）就是现在可制备高功能碳纤维复合资料中归纳功能较高的一种，在航空航天范畴可以发挥出极好的作用。智上新资料认为，不仅是聚芳醚酮特种塑料，未来高品级接连碳纤维还或许与更多高功能特种塑料结合，为碳纤维工业和新资料国际提供更有力的助推力。