W materiale kompozytowym włókno węglowe stosuje się jako materiał wzmacniający, a żywicę wykorzystuje się jako matrycę. Wysokowydajne kompozyty węglowe zawsze stosowały termoutwardzalny system żywiczny, który jest korzystny dla maksymalizacji mechanicznych właściwości włókna węglowego.
Jednocześnie towarzyszy temu wiele problemów, takich jak trudności w formowaniu, długi czas utwardzania, słaba wytrzymałość produktu, niska wydajność produkcji i trudne usuwanie odpadów. W porównaniu z żywicami termoutwardzalnymi żywice termoplastyczne łatwiej czekają na kompozyty o wysokiej wytrzymałości, a jednocześnie są łatwe w formowaniu i szybkie. Podczas procesu formowania nie powstają małe ilości substancji molekularnych, co skutecznie zmniejsza koszty produkcji i jest odpowiednie do produkcji masowej.
Od początku XXI wieku wykorzystanie produktów z włókien węglowych w branży przemysłowej znacznie wzrosło i postawiono więcej wymagań w zakresie wielkotonażowego, przyjaznego dla środowiska i recyklingu materiałów kompozytowych. W związku z tym rozwój i zastosowanie materiałów termoplastycznych wzmocnionych włóknem węglowym zostały szybko opracowane.
Istnieje wiele żywic termoplastycznych, które można zastosować do podłoża, w tym polieter (PE), polipropylen (PP) nasycony poliester, nylon (nylon), poliwęglan (PC), siarczek polifenylenu (PPS), polieteroimid (PEI), polieteroeteroketon (PEEK) i tym podobne. Są one podzielone na trzy kategorie zgodnie z właściwościami fizycznymi i cechami użytkowymi różnych żywic:
1. Super inżynieryjne tworzywa sztuczne: wysokoplastyczne tworzywa termoplastyczne, takie jak PEEK, PEI, PPS itp. Żywice te mają dobrą odporność na wysoką temperaturę, wysoką temperaturę topnienia i długotrwałą temperaturę użytkowania wynoszącą 150 stopni lub więcej.
2, tworzywa konstrukcyjne: Ten typ żywicy jest wymagany do ogólnego zastosowania inżynieryjnego, nie ma specjalnych właściwości użytkowych w szczególnych warunkach, ma wysoką odporność cieplną i właściwości mechaniczne, takie jak PA6, PA66, PET, PBT, ABS.
3. Tworzywa ogólnego przeznaczenia: żywice ogólnego zastosowania, które nie mają odporności na wysoką temperaturę, niską cenę, łatwe formowanie i duże zużycie, takie jak PP i PMMA. Jako matryca materiałów opartych na włóknie, takie materiały są jeszcze w fazie rozwoju i nie były stosowane w dużych ilościach.
Oprócz tych trzech kategorii, istnieją pewne nowe materiały o wytrzymałości cieplnej i pewnych właściwościach mechanicznych, takich jak żywica benzocyklobutenowa (BCB) i skondensowana wielopierścieniowa wielopierścieniowa aromatyczna żywica węglowodorowa (COPNA).
