分析：从船体到汽车，再到风力涡轮机叶片，复合材料已经无处不在。那飞机呢？

　　我们都意识到我们需要减少塑料消耗，使用可重复使用和可回收的包装，以及押金退还计划等措施在我们的生活中越来越普遍。然而，如果某些类型的塑料可以帮助减少碳排放呢？例如，塑料是否可以用于航空，使飞机更轻，更省油？

　　塑料是由聚合物制成的，正是这些聚合物可能被证明在减少碳排放方面是有益的。就其本身而言，聚合物可能没有足够的强度来制造一个足够安全的航空旅行结构。然而，以连续纤维的形式向聚合物中引入增强物会改变这些特性，这与混凝土中的钢筋增强物类似。

　　连续纤维，例如碳纤维，被聚合物固定在适当的位置，可以显著提高强度。这些连续纤维增强聚合物通常被称为复合材料，它们可以在一系列应用中找到，从船体到汽车和风力涡轮机叶片。这可能会导致这样一个问题：“为什么复合材料还没有应用于航空领域？”答案是肯定的。然而，要充分发挥复合材料在航空航天领域的应用潜力，还有很多工作要做。

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　　从DNA到橡皮泥：聚合物的多样化世界

　　一般来说，制造航空安全部件的过程包括精确地将薄的复合板材相互叠加在一起。这堆复合板材，然后需要通过加热和加压，通常在称为高压灭菌器的烤箱中，将它们粘合在一起形成层压板。高压灭菌器类似于高压锅，但可以像两辆双层巴士那么大。

　　虽然高压灭菌器制造可以为航空航天应用生产高质量的复合材料部件，但它确实有一些缺点。首先，这个过程可能相对较慢，复合航空部件的整合可能需要长达12个小时。其次，由于达到固结温度所需的加热，该工艺对能量的需求很高。该工艺还使用了相当数量的一次性耗材。最后，该工艺只适用于相对较薄的部件，如蒙皮和翼板。因此，为了生产更复杂的复合材料部件，替代制造系统和替代聚合物材料可能是复合材料发展的下一步。

　　热塑性聚合物提供了在不使用高压灭菌器的情况下制造复合部件的潜力。通常，热固性聚合物复合材料用于制造大型部件，因为它们在加工过程中不需要像热塑性塑料那样高的温度，但是仍然需要高压灭菌器。对于热固性复合材料，提高温度会加速聚合物内部发生的化学反应。

　　这种化学反应永久性地改变了热固性聚合物，将其从类似胶水的物质转变为不可重塑的固体部分。相反，加热热塑性复合材料会使聚合物熔化，冷却后又凝固。由于热塑性聚合物中没有化学反应，它们被认为是可回收的。因此，热塑性复合材料引入了不需要高压灭菌器的复合材料组件制造的潜力，因为没有化学反应，复合材料不需要长时间高于熔体温度，只需要足够长的时间将每层粘合在一起。因此，一个涉及放置一层并将其粘合到前一层的过程引入了一个更省时和更节能的制造过程。

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　　来自利默里克大学，下面是自动胶带放置（ATP）系统的工作原理

　　先进制造工艺的一个例子是自动化胶带放置系统，它由大功率热源和机械臂组成。当热源局部加热聚合物高于熔体温度时，该自动化系统放置构成组件的复合材料层，从而消除了手工铺设的需要。

　　一旦复合材料中的聚合物高于熔体温度，滚轮就会对复合材料施加压力，将每一层粘合在一起，形成所需的复合材料层压板。然后材料迅速冷却，恢复到固体状态，形成复合材料。这一系列事件不断重复，直到达到所需的组件几何形状。该系统消除了与高压灭菌器制造相关的尺寸和能量限制，同时也消除了与零件尺寸相关的问题。

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　　来自RTé新闻，爱尔兰公司将塑料转化为可持续燃料

　　自动化胶带放置系统仍然存在一些问题，因为它目前不能制造与高压灭菌器相同质量的组件。然而，它被用作飞机安全复合材料部件制造的第一步，之后需要在高压灭菌器中进行加工。为了消除后处理的要求，研究仍在进行中，这将以更低的生产成本和能源成本生产飞机安全的复合材料部件。此外，这将导致更省油的飞机，减少相关的二氧化碳排放。

　　因此，虽然未来的飞机不太可能完全由塑料制成，但我们的天空中会有大量的纤维增强聚合物复合材料。

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