键词：热塑性复合材料;聚醚醚酮;CF/PEEK复合材料;预浸料;成型工艺;
在轻量化、高性能、可回收的材料发展趋势下，连续碳纤维增强聚醚醚酮（CF/PEEK）热塑性复合材料脱颖而出。它完美融合了碳纤维的高比强度、高比模量，以及 PEEK 树脂的耐高温（长期使用温度达 260℃）、耐化学腐蚀、可熔融重塑的优势，成为航空航天、新能源汽车、高端医疗等领域的核心材料，更是实现产业轻量化升级的关键抓手。
而 CF/PEEK 复合材料的性能发挥，核心取决于两大环节 —— 预浸料的制备和成型工艺的优化。从传统浸渍到智能成型，各类工艺的创新升级，正不断突破这款材料的应用边界，今天就来聊聊 CF/PEEK 复合材料的制备工艺与发展前景。
基础核心：CF/PEEK 预浸料的五大制备工艺
预浸料是 CF/PEEK 复合材料成型的基础，简单来说就是让 PEEK 树脂充分浸润碳纤维，形成均匀的中间材料。但 PEEK 熔融状态下黏度高、碳纤维表面化学惰性大，成为浸润的两大难题，研究人员开发出五种主流制备工艺，各有优劣、各适其用。
1.溶液浸渍法：用溶剂溶解树脂形成胶液浸润纤维，工艺简单、设备要求低，能解决浸润不足问题，但 PEEK 化学稳定性强，需磺化改性才能溶解，还存在溶剂污染、易产生孔隙的问题。
图1 溶液浸渍法流程
2.熔融浸渍法：目前商业生产的主流工艺，将 PEEK 加热熔融后直接浸润展纱纤维，全程无溶剂，孔隙率低、树脂含量可控，优化参数后预浸带孔隙率可
降至 5.23%，层间剪切强度达 91.66MPa。
图2 热塑性预浸料熔融浸渍装置
3.粉末浸渍法：将 PEEK 制成微粉附着在纤维表面，加热熔融实现浸润，对高黏度树脂适配性好，纤维损伤小，双粉末浸渍法可让预浸带孔隙率降低 56.30%，拉伸强度提升 43.35%。
4.纤维混杂法：把 PEEK 制成纤维与碳纤维混编 / 混纤，成型时树脂原位熔融浸润，突破高黏度瓶颈，适合复杂结构制备，优化参数后复合材料拉伸强度可达 738.36MPa。
图3 纤维混杂工艺
5.薄膜层叠法：将 PEEK 制成薄膜与碳纤维交替铺叠后热压浸渍，树脂含量精准可控，还能制备出厚度仅 0.036mm 的超薄预浸料，这类超薄材料具备优异的形状记忆效应，形状回复率近 100%。
图4 薄膜叠层工艺
工艺升级：从传统成型到智能增材制造
有了优质预浸料，成型工艺则决定了最终构件的性能和适用场景。CF/PEEK 复合材料的成型工艺形成了传统工艺为主、创新工艺为辅的格局，传统工艺适配规模化量产，创新工艺则攻克复杂结构、精密构件的成型难题。
图5 模压成型工艺
1.模压成型：工业生产的主流方式，高温高压下将预浸料叠层成型，工艺简单、成本低、质量稳定，适合卫星支架、飞机机翼等薄壁结构，优化冷却工艺可有效解决薄壁件的翘曲变形问题。
2.缠绕成型：以预浸带为原料在芯模表面螺旋铺覆，配合激光、红外等热源加热固化，纤维取向可控，轴向力学性能优异，红外加热优化后制品层间剪切强度可达 82.29MPa，适合管、罐、轴类构件制造。
3.自动铺放成型：航空航天大型构件的核心工艺，通过程序控制实现预浸料的自动化精准排布，同步完成铺层和固结，分为自动铺丝、自动铺带两种技术，有效保障大型构件的结构完整性和性能稳定性。
4.3D/4D 打印：增材制造的代表，实现复杂构件的无模化生产，材料利用率高。等离子体 – 激光协同辅助 3D 打印技术，可将 CF/PEEK 复合材料的层间剪切强度从 5.78MPa 提升至 39.05MPa；而 4D 打印则在 3D 基础上增加时间维度，通过异质层设计实现材料的温度响应变形，为仿生驱动装置、智能结构提供了新方案。
- 李振磊,马峰岭,李小慧,等.连续碳纤维增强聚醚醚酮热塑性复合材料制备及应用研究进展
- [J/OL].塑料科技,2026,(02):214-220[2026-03-14].https://doi.org/10.15925/j.cnki.issn1005-3360.2026.02.038.
