隨著高性能熱塑性樹脂的發(fā)展，如聚苯硫醚(PPS)、聚芳醚酮(PEEK)等，熱塑性碳纖維復合材料逐漸成為航空航天、汽車工業(yè)以及其他高科技領域的重要材料。這些材料不僅具備優(yōu)異的機械性能和化學穩(wěn)定性，還具有良好的加工性和可回收性。然而，其在自然環(huán)境中的長期耐久性，尤其是對紫外線的抵抗能力，一直是研究的重點。本文將基于CF/PPS層壓板的數據，深入分析紫外線對連續(xù)碳纖維熱塑性復合材料性能的影響，討論這一領域的未來發(fā)展方向。

　　相較于傳統(tǒng)的熱固性復合材料，熱塑性碳纖維復合材料擁有更高的韌性和抗沖擊強度，使其在更廣泛的應用中顯示出優(yōu)勢。特別是在高溫環(huán)境中，熱塑性樹脂表現(xiàn)出更好的穩(wěn)定性和可加工性。例如，PPS因其出色的耐化學性和熱穩(wěn)定性而被廣泛應用。此外，PEEK和PEKK等材料則因其高強度和高模量特性，在航空航天領域受到青睞。

　　紫外線對CF/PPS層壓板性能的影響

　　自然環(huán)境中的紫外線是影響材料壽命的一個關鍵因素。對于熱塑性碳纖維復合材料而言，長時間暴露于紫外線下會導致材料發(fā)生光降解和熱降解。研究表明，這種降解過程主要通過鏈斷裂、氧化以及交聯(lián)反應來實現(xiàn)，最終導致材料物理結構的變化和機械性能的下降。以下為試驗數據分析：

　　差示掃描量熱法(DSC)測試：未經紫外線照射的CF/PPS層壓板的結晶度在30~34%之間。在經過不同時間長度的紫外線照射后，CF/PPS層壓板的結晶度如上圖分別為：

　　120小時：35.8%

　　240小時：39.3%

　　360小時：42.9%

　　480小時：37.7%

　　這表明，在短期內紫外線照射能夠增加材料的結晶度，但隨著時間延長，結晶度有所下降。個人分析應該是紫外線長期照射導致內部分子鏈斷裂進而導致產品性能下降的表現(xiàn)。

　　動態(tài)力學分析(DMA)測試：采用DMA分析CF/PPS層壓板的玻璃化轉變溫度(Tg)。未經紫外線照射的CF/PPS層壓板的Tg值為89.32℃。

　　在不同時間長度的紫外線照射下，Tg值變化如上圖，具體數值如下：

　　120小時：92.11℃

　　240小時：92.66℃

　　360小時：84.04℃

　　480小時：81.94℃

　　結果顯示，紫外線照射初期提高了玻璃化轉變溫度(Tg)，但隨著照射時間延長，Tg值顯著降低，反映出材料內部結構的變化。

　　拉伸試驗測試：未經紫外線照射的CF/PPS層壓板在0°方向的抗拉強度為580.06MPa。

　　經過不同時間長度的紫外線照射后，抗拉強度變化如上圖所示，數據如下：

　　120小時：644.26MPa

　　240小時：703.05MPa

　　360小時：654.23MPa

　　480小時：604.013MPa

　　雖然短時間內紫外線照射提高了材料的抗拉強度，但長時間照射導致強度顯著下降，也應該是光氧化降解導致的分子鏈斷裂。側面反應了光降解機制的存在。

　　從數據上看，紫外線對連續(xù)碳纖維熱塑性復合材料的性能有著復雜且深遠的影響。雖然短期內某些性能指標可能得到改善，但從長遠來看，紫外線的負面影響更為顯著。因此，在設計和應用這類材料時，必須充分考慮其在實際使用環(huán)境中的耐久性問題。需要通過深入研究紫外線對材料性能的影響，并結合先進的制備技術，才會使得該產品能夠具備更好的市場競爭力。智上新材料就是國內熱塑性碳纖維制品研發(fā)企業(yè)，解決產品的實際落地方案服務商，不僅致力于提高材料的耐候性和機械性能，還在探索如何通過改進生產工藝來降低成本，使產品更具市場競爭力。例如，通過優(yōu)化樹脂配方和制造工藝，智上新材料成功提升了CF/PPS層壓板的紫外線防護能力，為實際應用提供了有力支持。