连续热塑性聚合物纤维/热塑性聚合物基体复合材料的制造方法和力学性能综述

摘要整理

热塑性聚合物纤维/热塑性聚合物基体复合材料（PPCs或PRFPs），又称自增强或单聚合物复合材料，因其可回收性、可成型性、低成本、超轻质、环境友好等优势，成为未来先进聚合物复合材料的潜在候选材料。与传统碳纤维/玻纤/芳纶纤维增强聚合物相比，这类复合材料的可制造性和力学性能是复合材料领域的研究热点，但相关研究仍较为有限。本综述基于文献数据，系统评述了含连续热塑性聚合物纤维的单向/多向热塑性PPCs的制造方法（包括不同工艺参数）和力学性能。研究表明，这些材料在各种加载条件下（如准静态拉伸/剪切/弯曲、拉-拉疲劳和面外冲击等）的比强度和比刚度与玻纤/芳纶增强聚合物相当或更优，特别是在上述条件下的比延伸率明显优于碳纤维/玻纤/芳纶增强聚合物。通过膜层堆积、热压实、粉体和溶液浸渍、基体注入及注射成型、增材制造等多种相对简便的方法，可获得性能优异的热塑性PPCs，这些方法与碳纤维/玻纤/芳纶增强聚合物的制造工艺具有相似性。综述最后总结了热塑性PPCs面临的机遇与挑战，指出需要复合材料领域的持续努力来进一步提升其性能和认知水平，以促进其在各工程领域的广泛应用。

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