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ABS-CF

ABS-CF（丙烯腈-丁二烯-苯乙烯碳纤维复合材料）是一种由ABS塑料和碳纤维增强材料组合而成的复合材料。该材料在提供ABS的良好加工性和韧性的基础上，加入了碳纤维来显著提高其强度、刚度和耐热性能。ABS-CF常用于高性能工程应用，尤其是在对重量、强度和刚性有高要求的场合。

化学分子式

  • ABS： (C8H8·C4H6·C3H3N)ₓ
  • 碳纤维：C

1、材料特性

ABS-CF材料结合了ABS和碳纤维的优点，具有以下特性：

特性说明
密度较低，通常为1.2-1.4 g/cm³
抗拉强度高，通常为80-100 MPa
刚性提高，碳纤维增强后刚性明显提升
耐热性优，热变形温度通常为100-130°C
抗冲击性良好，具有较强的抗冲击能力
电导性碳纤维增强后具备导电性

2、机械性能

ABS-CF具有良好的机械性能，特别是在抗拉强度、刚性和耐热性方面。由于碳纤维的加入，材料的强度和刚度显著提高，尤其适用于要求高强度和轻量化的应用。

性能指标典型值
拉伸强度100-150 MPa
弯曲强度150-200 MPa
压缩强度120-180 MPa
断裂韧性5-10 MPa·m¹/²

3、力学性能

性能指标典型值
杨氏模量3-4 GPa
剪切模量1.5-2.5 GPa
泊松比0.3

4、热力学性能

ABS-CF的热力学性能较好，能够在较高温度下保持较好的力学性能。

性能指标典型值
热变形温度100-130°C
维卡软化点90-110°C
热导率0.15-0.3 W/m·K

5、加工特性

ABS-CF材料的加工性能优于传统的纯碳纤维复合材料，且具备较好的热塑性，可以通过常见的塑料加工方式进行加工。

常用加工方式

  • 注塑成型：适用于复杂形状的零件。
  • 挤出成型：用于生产薄壁型材和板材。
  • 3D打印：适合快速原型和定制部件。
  • CNC加工：适用于精密加工，尤其是结构件。

6、应用场景

ABS-CF广泛应用于以下领域：

  • 航空航天：轻量化部件，特别是结构件。
  • 汽车工业：高强度、轻量化部件，如车身外壳、内饰件等。
  • 运动器材：自行车框架、高尔夫球杆、滑雪板等。
  • 电子设备：耐热外壳、散热部件。

7、优势与劣势

7.1、优势

  • 高强度与刚性：碳纤维增强显著提升了材料的力学性能。
  • 轻量化：低密度，使其在汽车和航空航天等行业应用广泛。
  • 良好的加工性：与传统ABS相比，ABS-CF更易于加工。
  • 耐热性：能够在高温环境下保持性能。

7.2、劣势

  • 成本较高：碳纤维的成本较高，因此ABS-CF的价格相对较贵。
  • 易脆性：虽然具有高强度，但在某些冲击下可能较脆。

9、环保与SDG

  • 环保性：ABS-CF材料可以回收，但由于碳纤维的难回收性，部分产品的环保性能受到限制。
  • SDG：有助于推动SDG 9（产业、创新和基础设施）和SDG 12（负责任消费和生产），因为它能够促进高性能产品的制造，减少资源浪费。

10、人体接触指标

ABS-CF常用于汽车、电子设备等领域，涉及人体接触的部分需要符合相关的安全标准，如：

标准内容说明
RoHS确保材料中不含有害物质
REACH确保材料符合欧盟化学品注册法规
食品接触ABS-CF需符合食品接触材料的规定

11、典型厂家与牌号性能

以下是几家典型的ABS-CF材料制造商及其牌号性能：

厂家牌号性能特点
SABICABS+CF1010% 碳纤维增强，适用于高强度结构件
TorayTETORON®高强度碳纤维复合材料，广泛用于汽车
CovestroMakrolon®强度与韧性平衡，适用于电子产品外壳
DSMNovamid®含碳纤维的尼龙复合材料，应用于工业设计

ABS-CF材料作为一种高性能复合材料，在多个行业中有着广泛的应用。它凭借其优异的机械性能、良好的加工性以及较强的耐热性，成为了现代工程设计中的重要选择。随着技术的不断发展，未来ABS-CF材料的性能和应用场景还将不断扩展。

更新记录

  • 20250215
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