相對而言，熱塑性碳纖維復合材料的應用則非常有限。碳纖維增強熱塑性復合材料在國內的發(fā)展為什么會比較遲緩呢？筆者認為有以下幾個方面的原因。

    首先，需求市場對熱塑性碳纖維復合材料的認識不夠全面，熱塑性碳纖維復合材料的優(yōu)勢沒有得到充分重視，從而影響到市場需求量的正常增長。一般認為，熱塑性聚合物在使用溫度、力學性能、耐蠕變和老化性能等方面不及熱固性聚合物。

耐高溫、高強度PEAK、PEEK、PEKK使用溫度比熱固樹脂高。

    事實上，熱固性碳纖維復合材料也并非沒有缺點，其存在著成型周期長、沖擊韌性差、預浸料存放時間短、不能重復使用、局部損傷難于修復等一系列弱點。與熱固性樹脂基碳纖維復合材料相比，熱塑性碳纖維復合材料反而具有高韌性、高抗沖擊和損傷容限、無限預浸料存儲期、成型周期短、生產(chǎn)效率高、易修復等顯著優(yōu)勢。

    熱塑性碳纖維復合材料的利用價值沒有得到充分認識和開發(fā)，直接影響到了市場需求量的產(chǎn)生，極為有限的需求量都存在于航天航空等高端小范圍之內，從供需源頭上阻礙了熱塑性碳纖維復合材料的進一步發(fā)展和應用。

    其次，熱塑性碳纖維復合材料制造技術技術要求高，在一定程度上限制了一些技術水平和生產(chǎn)能力不夠的企業(yè)進入。大多數(shù)熱塑性樹脂在熔融溫度下黏度較高，無法很好地浸漬纖維織物，因此，熱塑性樹脂基碳纖維復合材料預浸料的制備本身就存在很大的難度，不能解決熱塑性樹脂高黏度下的浸潤問題，遑論其它。

    較為常用的熱塑性復合材料預浸工藝是熔融法，其基本工序包括纖維引絲、展絲、預熱、浸漬、冷卻、收卷等。采用熔融法制備熱塑性碳纖維復合材料預浸料時也必須解決樹脂黏度大、浸漬時間短所造成的中空干斑、纖維需要得到良好且無損分散等問題。

    再者，原材料成本高，導致下游應用需求遭到扼制。碳纖維原絲價格不菲，高端的熱塑性樹脂價格也是普通的環(huán)氧樹脂的數(shù)十倍，再加上制作技術要求高，種種因素的疊加，導致了熱塑性碳纖維復合材料，特別是使用PEEK、PI這些高端的熱塑性樹脂為基體的碳纖維復合材料制品價格令人望而生畏。

    另一方面，國內使用的碳纖維增強熱塑性復合材料主要還是依靠進口，國外的高性能熱塑性復合材料預浸料供應則被TenCate、Cytec、Ticona 等公司所壟斷，這些公司具有供應各個系列的玻璃纖維/碳纖維增強PEI、PPS和PEEK熱塑性預浸料的能力，被壟斷后的預浸料價格自然是居高不下。

                        Toray、Hexcel也增加了熱塑復材研發(fā)、生產(chǎn)。

    最后，國內有關熱塑性碳纖維復合材料方面的科研成果轉化之路并不順利，國內對熱塑性復合材料預浸料的制備和研究有一定的基礎，但與發(fā)達國家相比，仍存在很大的差距，加上后續(xù)工作的連續(xù)性不強，導致目前我國仍缺乏材料制備和結構成型相關的關鍵技術及設備。

    北京航空航天大學、北京化工大學、浙江大學、華東理工大學、東華大學、中科院寧波材料所、哈爾濱玻璃鋼研究所、北京航空材料研究所等都或多或少地涉入此方面研究。

    但是，技術比較成熟的還是以玻璃纖維增強工程熱塑性樹脂預浸料產(chǎn)品為主，少數(shù)的碳纖維增強熱塑性預浸料產(chǎn)品仍存在纖維含量低、纖維分布不均勻、浸漬質量偏低、品種單一等問題，從科研成果向規(guī)模化生產(chǎn)轉化還有相當大的距離。例如，北京航空材料研究院早在“九五”末就曾為某型號飛機研發(fā)出熱塑性碳纖維垂尾平板艙門，但是并沒有實現(xiàn)批量生產(chǎn)。

    不過，隨著航空制造、汽車、電子電器、高端醫(yī)療設備、智能化機械等行業(yè)的快速發(fā)展，我國對碳纖維增強熱塑性復合材料的市場需求逐步顯示出巨大的發(fā)展空間，我們也欣喜地看到以蘇州挪恩復合材料為首的民營企業(yè)率先走出了以研發(fā)引導市場的第一步。

    “我們自主研發(fā)的熱塑性碳纖維復合材料制造設備可以批量化供應碳纖維增強PEEK、PPS等一系列高性能熱塑性碳纖維復合材料制品，以一款骨外科醫(yī)療用的碳纖維PEEK零部件產(chǎn)品為例，我們能比同類進口產(chǎn)品價格低30%以上”，正如蘇州挪恩的研發(fā)組長所說，當技術質量達到了要求，當價格成本降到了市場能接受的范圍，當科研成果很好地轉化為生產(chǎn)力，國內的熱塑性碳纖維復合材料發(fā)展將實現(xiàn)新的飛躍。

與熱固性碳纖維復合材料相比，熱塑性碳纖維復合材料的優(yōu)勢表現(xiàn)于以下幾個方面：

    一是可回收性，熱塑性碳纖維復合材料在達到一定熔點后，可以實現(xiàn)二次成型，而熱固性碳纖維復合材料不具備這種特性，無法實現(xiàn)回收利用；

    二是熱固性碳纖維復合材料預浸料需要低溫保存，而熱塑性碳纖維復合材料在儲存期、儲存條件等方面沒有要求；

    三是熱塑性碳纖維復合材料制品在成型過程中與熱固性碳纖維復合材料發(fā)生的反應不同，在成型周期上時間更短，生產(chǎn)效率相對更高。

熱塑復材可焊接是突出優(yōu)勢之一。

就是這個優(yōu)勢促使它在航空工業(yè)的應用。

    既然熱塑性碳纖維復合材料的優(yōu)勢如此明顯，那么其是否會取代熱固性碳纖維復合材料呢？對此問題，答案是否定的，其認為有以下幾個原因：

    首先，熱塑性碳纖維復合材料與熱固性碳纖維復合材料在應用場景上有一定的區(qū)別。熱固性碳纖維從上世紀80年代至今，已經(jīng)在一些領域取得了比較成熟的應用，例如，在體育運動和休閑領域。而且，碳纖維增強復合材料的應用主要著眼于產(chǎn)品需求，除了高強度、輕量化、耐腐蝕之外，耐磨性、阻燃性、導電性等等也都是必須考慮的重要參數(shù)。

    樹脂基體不同，復合材料的性能表現(xiàn)也各不相同，熱塑性碳纖維復合材料與熱固性碳纖維復合材料具有重合的應用領域，也有各自相對獨立的應用領域。

    其次，熱塑性碳纖維復合材料的應用成本比熱固性碳纖維復合材料要高。熱塑性樹脂基體種類很多，一些高端的熱塑性樹脂的價格是環(huán)氧樹脂的數(shù)十倍。除了材料本身價格比較貴以外，熱塑性碳纖維復合材料制品的制造成本也更高，因為熱塑性樹脂與連續(xù)性碳纖維的熔融比較難，技術要求高，工藝更復雜，所以，目前國內的熱塑性碳纖維還是以粉末或者短切碳纖維增強的方式來應用的。

    再者，熱塑性碳纖維復合材料的應用市場還處在孵化期，更多的應用領域還未顯現(xiàn)。一直以來，囿于制造技術和應用成本，熱塑性碳纖維復合材料主要用在航空航天領域，僅有少數(shù)幾種熱塑性碳纖維復合材料在汽車制造領域有所應用。

    可以說，熱塑性碳纖維復合材料并未得到真正的、深入的、大范圍的應用，熱塑性碳纖維復合材料要想同熱固性碳纖維復合材料那樣在軌道車輛、工業(yè)制造、智能機械以及醫(yī)療設備中取得廣泛的應用，還需要相當長的時間。

    此文對熱塑性碳纖維復合材料的認識，沒有注意到歐洲和空客近年，對熱塑復材在飛機上應用的研發(fā)工作。針對現(xiàn)A320研發(fā)的新320，機身、機翼均采用熱塑碳纖維復合材料。