在當今社會，面對日益嚴峻的能源危機和環境壓力，輕質高強度材料的開發顯得尤為重要，它們是應對多領域挑戰的關鍵。聚合物基復合材料憑借其優越的比強度優勢，實現了快速發展，眾多的性能指標上已超越傳統金屬和無機材料。聚醚醚酮(PEEK)，以其低密度、高強度、高耐磨和出色的熱穩定性，成為高強度應用領域的佼佼者，自1978年由英國帝國化學工業公司首次合成以來，PEEK已在航空航天、醫療等多個尖端領域大放異彩。其獨特的分子結構，包含亞苯基環和氧橋及羰基鏈節，賦予了材料剛性與柔性的完美平衡，既保證了優異的力學性能，又便于加工成型。

　　然而，PEEK的潛能遠不止于此，尤其當它與連續碳纖維結合后，性能提升至新的高度。連續碳纖維增強PEEK復合材料不僅在導熱系數上實現顯著飛躍，相較于純PEEK材料，增強后的導熱性能幾乎翻番，這得益于碳纖維對材料熱傳導效率的有效改善。

　　在強度表現上，連續碳纖維的加入更是讓PEEK如虎添翼。通過采用最新技術生產的CFPEEK單向帶，進行0°/90°的鋪層設計，實驗證明，這種復合材料即使在室溫下，拉伸強度和彎曲強度均突破1000 MPa大關，在200℃及300℃高溫環境下，其性能依然強勁，拉伸強度分別保持在810±10 MPa以上，彎曲強度在521±12 MPa至290±18 MPa之間。尤為值得注意的是，在300℃高溫條件下，該材料比強度高達290 MPa/(g/cm³)，遠超鎂或鋁合金的18-86 MPa/(g/cm³)，凸顯其在極端環境下的卓越承載能力。

　　耐磨損性也是連續碳纖維PEEK復合材料的一大亮點。在200℃時，無論是純PEEK還是增強型，磨損機制相似，但當溫度升至更高，純PEEK磨損加劇，而CFPEEK復合材料卻展現出更低的磨損率，僅為(5.47-12.80×10⁻⁷mm³/Nm)，接近或優于某些含潤滑劑材料。這種優異耐磨性得益于90°碳纖維的高含量布局、纖維與基體間優異的界面結合以及纖維和PEEK顆粒的自潤滑效應，確保了復合材料在高溫環境下的穩定性和可靠性，這也是其備受航空航天領域青睞的重要原因。

　　對比短切碳纖維增強PEEK，連續碳纖維能夠更有效地提升材料力學性能，避免了短切纖維因隨機分布導致的拉伸強度提升受限。在國內，雖然中研股份、吉大等企業在PEEK生產上有所建樹，但在連續碳纖維增強PEEK復合材料的規模化生產方面，如智上新材料科技，采用熔融浸漬工藝，不僅實現了材料的連續生產，更在35%-45%PEEK樹脂含量范圍內優化了配方，確保了碳絲的均勻分布和良好的界面黏附性，滿足了高端市場需求，與國際品牌如索爾維、威格斯、贏創等的競爭中逐漸縮小差距。

　　連續碳纖維的加入，不僅拓寬了PEEK的應用邊界，更是在性能上實現了質的飛躍，預示著材料科學在輕量化、高強度時代的又一重大進步。

　　本文部分數據引用：doi.org/10.1016/j.compstruct.2022.115837