復合材料具備傳統單一材料難以比擬的多種性能優勢，能夠彌補單一材料性能的不足，能夠在多領域環境中有更好的應用表現。不同基體和增強體的復材也性能大不相同，為了產品的高性能，就需要不斷的進行高性能復材的研發。不斷科研突破熱塑性碳纖維復材的原因也在于此，通過熱塑性樹脂的加持來提升碳纖維復材的性能，從而彌補傳統熱固性碳纖維復材的性能不足。比如熱塑性碳纖維就具備傳統熱固性碳纖維不具有的自潤滑性能，自潤滑性的突出表現就可以讓這種高性能復材能夠在軸承領域中得到應用，并且取締傳統軸承材料，帶來更好的應用效果。
自潤滑軸承的應用領域
軸承機械設備中是非常重要的一個零部件，能夠有效的完成機械旋轉，減少設備運動中的摩擦系數，并且需要保證回轉精度，從而提升設備的工作效率。優質的軸承除了需要非常重要的強度、硬度等力學性能之外，還具備潤滑性能就能夠使得軸承的效果更好。
自潤滑屬性是代表材料的一個特性，通常情況下，自潤滑屬性跟材料的表面摩擦系數有很大的關系，一般情況下摩擦系數越低的材料自潤滑屬性就會高，在材料摩擦的過程中，會在材料的表面形成一些致密的膜用于降低材料整個的摩擦系數。在軸承制品的應用中，自潤滑屬性是非常重要的一個屬性，同時需要堅固表面硬度，這里面就是要涉及到耐磨性，抗咬合性，熱塑性碳纖維復材制作的軸承相較于傳統的熱固性碳纖維復材就能夠在耐磨性、自潤滑性上有非常突出的性能表現。就能夠彌補傳統熱固性碳纖維不能應用到軸承上的缺失，更好的替代傳統金屬軸承，能夠不需要潤滑省去一部分維護的工作，極高的強度性能使得其能夠重載、真空、腐蝕性等無法加油或難加油情況)下使用。相比于金屬軸承，因具有更好的自潤滑性、更長的使用壽命、更小的摩擦系數、更低的功率損耗、更優秀的耐腐蝕性等優點，從而在各行各業得到廣泛應用。
Polygon Co的PolyLube系列纖維增強復合材料軸承
航空航天領域中其實早就有了高性能纖維增強復材自潤滑軸承產品，你比如美國的Polygon Composites公司于2019年生產的航空航天軸承就是連續玻璃纖維增強環氧樹脂+聚四氟乙烯(PTFE)材料，通過PTFE來彌補環氧樹脂基在潤滑性能上的缺失，再結合玻璃纖維增強復材的高強度和穩定性來實現軸承在高徑向和軸向強度。這種高性能纖維增強復材制作的軸承具有高承載能力、低摩擦系數、耐腐蝕性以及自潤滑性能特點，還可以降低維護人工成本，增加設備維護的間隔時間，非常適合于建筑、采礦和農業設備的使用。
連續碳纖維增強熱塑性樹脂之所以能夠應用到軸承，就在于樹脂基體，是不同于熱固性環氧樹脂，熱塑性樹脂具備非常好的自潤滑屬性，在力學性能上也遠比玻璃纖維復材要高出很多，飛機上非常多的領域中可以應用，如飛機機翼系統(襟翼、擾流板和縫翼)、飛行控制、駕駛艙控制、輔助動力裝置、起落架、艙門系統和飛機內部(座椅、儲物箱、閂鎖和鉸鏈點)等地方，具備出色的耐磨性和低摩擦性，還具有非常好的咬合性能表現。
特瑞堡密封系統的HiMod系列輕量化熱塑性復合材料軸承
此外在2022年瑞典的特瑞堡密封系統公司推出了一款新型輕量化熱塑性復合材料軸承，這是一種增強型雙層軸承，其中一層為薄的低摩擦性的改性聚醚醚酮(PEEK)層，可以減少摩擦并提高耐磨性能，另一層為連續玻璃纖維增強的熱塑性樹脂層，二者通過使用特瑞堡的自動纖維鋪放(AFP)專利技術結合在一起。這種熱塑性復合材料軸承不會像金屬軸承那樣可能會卡住或磨損，其滑動摩擦系數很低(比標準軸承低50%)，可以耐受極端溫度范圍的環境(-156℃∽+274℃)，具有良好的耐久性和高韌性，吸水率幾乎為零，可以在潮濕環境中持續使用，且在極端條件下也不會膨脹或破裂，這使其應用范圍非常廣泛。與傳統的熱固性復合材料不同，熱塑性復合材料在使用壽命結束時可以回收。
在跟國內率先完成連續碳纖增強熱塑性復材廠家智上新材的技術人員溝通中，了解到，相比較傳統的熱固性復材來說，熱塑性復材具備出色的自潤滑性就是跟熱塑性樹脂基體有關，以智上新材生產的CFPPS復材為例，PPS(聚苯硫醚)樹脂材料中的分子鏈由剛性苯環和硫醚鍵交替排列，呈現出線性高分子結構，賦予了其出色的強度、硬度以及化學穩定性。在自潤滑屬性上雖然PPS樹脂本身不具有固體潤滑劑，但是內部的分子結構是具有一定的“內潤滑”特性，結構內的分子間作用力相對較強，使得PPS樹脂在受力時能形成一個光滑且穩定的表面層，減小了與接觸面間的摩擦。同時，PPS樹脂熱穩定性好，在高溫下也能保持良好的機械強度，不會因溫度升高而軟化變形，從而保證了在高溫工況下的自潤滑性能。
連續碳纖增強熱塑性復材的自潤滑屬性除了能夠在軸承上應用，也能在密封件、其他耐磨部件上應用，在耐腐蝕、抗疲勞、降低損耗上也極具優勢。
