单向CF/PA6复合材料的老化性能及其寿命研究解读

　　近年来，随着环保政策的日益严格，汽车工业正积极寻求节能减排的有效途径。碳纤维(CF)增强尼龙6(PA6)复合材料因其优异的机械性能和轻量化特点，成为了新一代汽车制造中不可或缺的材料之一，广泛应用于车门、电池盒等关键部件。然而，在实际应用中，特别是在湿热环境下，这类材料的长期耐老化性能如何，是许多人关注的问题。

　　通过单向CF/PA6预浸料，通过在280℃和4MPa条件下压制3.5分钟，并冷却至室温制备出纤维体积分数约为50%的复合材料板。把试样置于蒸馏水热水浴中，在25℃、60℃和80℃下分别进行不同时间的湿热老化处理。通过比对吸湿测试、三点弯曲测试以及扫描电子显微镜(SEM)观察等方法，来探究单向CF/PA6复合材料的吸湿规律、力学性能变化趋势及微观形貌演变情况。

　　吸湿行为：

　　在25℃和60℃下，复合材料的吸湿行为遵循扩散定律，这表明在较低温度条件下，水分的渗透速率相对稳定。

　　但在80℃时，最终阶段出现了偏离扩散的现象，大概率是由于树脂降解导致的质量减少超过了水分吸收带来的质量增加。

　　力学性能变化：

　　随着老化时间和温度的增加，复合材料的弯曲强度显著下降。例如，在25℃、60℃和80℃下老化120天后，弯曲强度分别降低了22.78%、25.0%和26.25%。这一数据清晰地显示了温度对复合材料性能的影响。

　　相比之下，弯曲弹性模量的变化相对较小，表明其受湿度影响较小。

　　界面黏合性：

　　SEM观察结果表明，随老化条件加剧，CF与PA6树脂之间的界面黏合逐渐恶化。尤其是在较高温度条件下，纤维表面附着的树脂减少，导致界面脱黏现象更加明显，这直接影响了复合材料的整体性能。

　　尽管CF/PA6复合材料在湿热环境下会发生一定程度的性能退化，但通过合理的防护措施或材料改性，可以有效延长其使用寿命。国内碳纤维复合材料制造商智上新材料成功研发出基于PA6的连续碳纤维增强热塑性单向预浸带，针对产品实际应用中的耐老化性能也进行了专项技术攻破，其中就包括通过改性来提升浸渍率，让其脱黏现象不明显，更好的保证了产品能够应用到多行业多领域中去。

　　智上新材料的热塑性预浸带生产线已全面投产，产品宽度覆盖250mm至300mm，单向带可进行分切，能够满足多样化的市场需求。为了适应不同行业场景，该公司推出了包括PPS、PEEK等多种热塑性树脂基体的预浸带系列。这些产品通过将高端工程塑料与连续碳纤维相结合，形成了性能多样、应用广泛的热塑性复合材料体系。无论是航空航天领域的高温耐受要求，还是汽车制造中的轻量化需求，智上新材料的产品都展现出强大的适应性。