碳纤维增强热塑性树脂基复合材料的特征及应用

 摘 要 

碳纤维增强热塑性树脂基复合材料（CFRTP）是以碳纤维为增强体，热塑性树脂为基体制备得到的一种复合材料。与以往传统的碳纤维增强热固性树脂复合材料（CFRP）相比，CFRTP具有一系列优点，如密度小、强度高、韧性高、成型周期短、可重复利用等。因此，近年来CFRTP在航空、体育、汽车等领域的应用也日益增长。本文主要介绍了日本东丽碳纤维增强热塑性树脂基复合材料特性及应用领域。

1 CFRTP主要特性

CFRTP具有高强度、高弹性、比重低等特性，而且具有优异的导电性、电磁屏蔽性、耐磨性等特点。从下图CFRTP与玻璃纤维增强热塑性树脂复合材料GFRTP以及其他金属材料对比，CFRTP的低比重优势一览无余。

2 东丽CFRTP主要性能指标

热塑性树脂基体种类较多，如PP、ABS、PC、PPS等，结合不同树脂基体性能，通过使用东丽碳纤维对热塑性树脂基体增强后复合材料性能及主要应用领域如下表所示。

CF/PP复合材料具有经济性和良好成型性，可用于汽车、机器等零部件；CF/ABS复合材料可用于电脑产品、摩托车整流罩、空调风扇等领域；CF/PC复合材料具有高尺寸精度、耐冲击等特性，因此可用于相机镜筒、框体等部件。

CF/PA复合材料具有强韧性、耐腐蚀、耐磨损特点，可以用于轴承、齿轮等结构加工；CF/PPS具有高尺寸精度、耐热性等主要用于电器电子部件、轴承等零部件。

3 东丽CFRTP具体应用领域

用于热塑性树脂基增强时，往往对于增强碳纤维的强度无特殊要求，因为即使东丽T300标准模量级碳纤维用于热塑性树脂增强时即可满足复合材料强度要求，为此东丽碳纤维也采用短切碳纤维增强热塑性树脂基复合材料。

东丽CFRTP复合材料主要特征及用途如下所示，由于CFRTP具有成型周期短等优势，因此一般主要用于汽车、轴承、空调等工业零部件的生产加工。

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