Termoplastiskie oglekļa šķiedras kompozīti atspoguļo ievērojamu progresu materiālu inženierijā, apvienojot augstas veiktspējas oglekļa šķiedras ar termoplastisku polimēru matricām, lai izveidotu jaunu strukturālo materiālu klasi. Atšķirībā no tradicionālajiem termoset kompozītiem, kas neatgriezeniski izārstējas, izmantojot ķīmiskas reakcijas, termoplastiskie kompozītmateriāli izmanto polimērus, kas mīkstina, kad tas tiek uzkarsēts un sacietē, atdzesējot, ļaujot pārkārtot un labot spēli, kas maina ilgtspējības ražošanas īpašību.
Šie kompozīti sākas ar oglekļa šķiedrām, parasti iegūst no poliakrilonitrila (PAN) prekursoriem, izmantojot kontrolētu pirolīzi. Šķiedras ir iestrādātas termoplastiskos sveķos, piemēram, poliētera ētera ketonā (PEEK), poliamīdā (PA) vai polifenilēn sulfīdā (PPS). Ražošanas procesi ir atšķirīgi, bet parastās metodes ietver kausējuma impregnāciju, kur izkausēta sveķu mēteļi šķiedru taustiņi un sveķu šķiedru hibrīda sajaukšana ar oglekļa šķiedrām. Galīgais materiāls veidojas, izmantojot saspiešanas veidni, iesmidzināšanas veidošanu vai automatizētu šķiedru ievietošanu (AFP), ar cikla laiku, kas ir īss kā 2 minūtes plāniem komponentiem.
Galvenā priekšrocība ir viņu pārstrādājamība. Atšķirībā no termoset kompozītmateriāliem, kas noārdās pārstrādes laikā, termoplastiskās versijas var atkārtoti atkārtot, pārveidot un atkārtoti izmantot bez ievērojamiem īpašuma zudumiem. Tas atbilst apļveida ekonomikas mērķiem, jo īpaši tādās nozarēs kā automobiļu, kur dzīves beigu daļas atgūšana ir kritiska. Veiktspējas ziņā tie piedāvā uzlabotu izturību pret triecieniem, salīdzinot ar termosetiem, pateicoties termoplastisko matricu raksturīgajai izturībai. Gaisa kuģu interjers arvien vairāk izmanto šos materiālus salona komponentiem, kuriem nepieciešama gan ugunsizturība (atbilst FAR 25,853 standartiem), gan avārijas enerģijas absorbciju.
Rūpnieciskās lietojumprogrammas aptver dronu rāmjus, kuriem ir nepieciešami ātri ražošanas cikli, medicīniskās attēlveidošanas ierīces, kurām nepieciešama rentgena caurspīdīgums, un automobiļu akumulatora iežogojumi, kur metāla apakšstruktūru metināmība izrādās izdevīga. Termosetas līmeņa šķiedru rezīna saķerēšanas un augstāku materiālu izmaksu pārvaldībā joprojām ir problēmas, taču notiekošā attīstība in situ polimerizācijas un hibrīda materiālu sistēmu mērķis ir novērst šīs spraugas. Tā kā vides noteikumi sašaurinās un nozares par prioritāti izvirza ilgtspējīgu ražošanu, termoplastisko oglekļa šķiedru kompozītmateriāli ir gatavi pāriet no nišas pielietojuma uz galveno pieņemšanu, pārveidojot to, kā mēs izstrādājam un atgūstam augstas veiktspējas materiālus.
