碳纖維增強(qiáng)聚醚醚酮(CF/PEEK)是一種高性能熱塑性復(fù)合材料宴猾,與傳統(tǒng)的碳纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹脂熱固性復(fù)合材料相比,具有高溫力學(xué)性能好、熱穩(wěn)定性好延砾、抗沖擊酪我、易修復(fù)、易存儲以及成型效率高等特點讹剔。因此CF/PEEK復(fù)合材料廣泛應(yīng)用于航空航天領(lǐng)域、汽車详民、醫(yī)療延欠、石油化工等等。
近日,南京航空航天大學(xué)的齊振超教授發(fā)表了一篇名為《剪切載荷下溫度和應(yīng)變率對碳纖維增強(qiáng)聚醚醚酮(CF/PEEK)復(fù)合材料強(qiáng)化行為的影響》禽虹,系統(tǒng)地研究了溫度和應(yīng)變對CF/PEEK復(fù)合材料剪切行為的影響素司,發(fā)現(xiàn)隨著溫度從20 ℃升高到130 ℃屈服應(yīng)力下降了66%左右,下降速度先快后慢赌置,如圖1所示押逾;隨著應(yīng)變率從10-5s-1提高到0.1s-1屈服應(yīng)力均勻增大了35%左右,如圖2所示蓝捌,為拓寬CF/PEEK的應(yīng)用范圍做出貢獻(xiàn)眶洗。其中,他們選用的CF/PEEK復(fù)合材料來源于江蘇君華特種工程塑料制品有限公司饵朱。
近幾年對PEEK的研究主要集中在醫(yī)療器械方面径泉,這主要是由于PEEK的彈性模量約為3~4 GPa,與純鈦(110 GPa)相比板刑,更接近骨組織的彈性模量(松質(zhì)骨3.2~7.8 GPa缰兄,皮質(zhì)骨17~20 GPa),可以避免應(yīng)力遮擋效應(yīng)邑键,有效地將骨組織界面的應(yīng)力均衡傳遞上煤,維持骨結(jié)合界面的穩(wěn)定。然而與金屬種植體相比著淆,PEEK的機(jī)械性能有待提高劫狠,而纖維增強(qiáng)就是一個很有效的方法。目前有玻纖永部、碳纖增強(qiáng)PEEK復(fù)合材料独泞,以CF/PEEK為例,采用CF/PEEK單向預(yù)浸料0°制備LU-CF/PEEK苔埋,其縱向模量可達(dá)130 GPa懦砂!
目前,PEEK及其增強(qiáng)材料在醫(yī)療行業(yè)的應(yīng)用有组橄,用在骨科手術(shù)機(jī)器人手術(shù)定位的PEEK定位架荞膘、PEEK醫(yī)療導(dǎo)管、股骨髓內(nèi)釘瞄準(zhǔn)架玉工、PEEK外固定支架等等羽资。
文章中圖表及數(shù)據(jù)載自:姚晨熙,齊振超遵班,陳文亮魏蜒,等.剪切載荷下溫度和應(yīng)變率對碳纖維增強(qiáng)聚醚醚酮復(fù)合材料強(qiáng)化行為的影響 [J].復(fù)合材料學(xué)報, 2021, 38.