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长玻纤增强塑料入门手册(序)

2016-07-08 zero 艾邦高分子

1980年,美国聚合物复合材料公司(PCI)最早提出LFT的理论设计概念,并进行了制备研究与产品开发。

1990年,英国复合材料公司(ICI)首先成功开发出商品名为Verton的LFT颗粒。 开始应用于汽车零部件设计与制备。

2000年,LFT的产品80%用于汽车零部件,在汽车轻量化方面作出了突出贡献。

如今,长玻纤增强塑料越来越多的应用于汽车等行业。这主要是源于长玻纤增强塑料独有的优势与社会的发展趋势。

本文主要从以下几个方面给大家介绍:

  • 一、什么长玻纤增强塑料?

  • 二、六大长玻纤增强塑料

  • 三、长玻纤增强塑料的应用


   什么是长玻纤增强塑料?

1.长玻纤增强塑料的定义

长纤维增强热塑性塑料(Long fibrereinforced thermoplastics), 简称LFT,指的是用长度在5mm以上的玻纤增强的复合材料(LFT),具有良好的成型加工性能,可通过注塑、模压、挤出等多种工艺成型,成型时塑料的成模流动性好,可在较低的压力下成型,可成型形状复杂的制品,制品的表观质量亦优于GMT,同时,LFT的成本比GMT有较大的优势。LFT采用最多的基体树脂是PP,其次为PA,也有使用PBT、PPS、SAN等树脂。值得一提的是,针对不同树脂需要使用不同的纤维,才可以达到较好的效果

2.长玻纤增强塑料的优势(与短玻纤增强塑料相比

  • 更高温度下维持高刚性

  • 高低温下维持高韧性

  • 收缩率小,翘曲也小

  • 蠕变小

  • 抗化学性好

  • 线性热膨胀系数接近金属

  • 系统综合成本低

纤维网状结构


图 纤维呈网络结构

低收缩性


图 低收缩率

高强度


图  长玻纤增强塑料强度高

翘曲小


图 长玻纤增强塑料翘曲小


3.工艺流程

目前,长玻纤增强塑料主要的难点就在于分散问题,而这个分散问题最核心的点就在于模具与模头这块,让长玻纤增强塑料具有浸润程度高、纤维损伤少、工艺过程稳定可控、生产效率高。图中就在于“挤出模具”这个环节。


图 长玻纤的增强塑料工艺

 

 二  六大长玻纤增强塑料

目前常见长玻纤增强塑料产品主要有:长玻纤增强聚丙烯、长玻纤增强尼龙、长玻纤增强TPU、长玻纤增强PBT/PET、长玻纤增强PPS、长玻纤增强高温尼龙,具体的详情我们可从下面表格获悉。

1.长玻纤增强聚丙烯

长玻纤增强聚丙烯主要有八种类型:通用型、长期耐热、耐UV、长期耐热水、低气味、低VOC、超低翘曲、无卤阻燃、超韧级等。

PP-LFT

类型

玻纤含量%

主要特点

应用

一般用途

20-60

化学偶联、高强度

汽车部件、洗衣机部件、水泵部件、水处理部件、家具等

长期耐热

20-50

高强度、长期耐热老化性能

汽车前后端模块、水箱框架、蓄电池支架、发动机罩盖、天窗框架等

耐UV

20-50

高强度,耐UV,长期耐热老化性能,良好的制品外观

汽车(卡车)门把手、后视镜系统、蓄电池外壳、卡车(SUV)外踏板等

长期耐热水

15-20

高强度,良好的耐热水、洗涤剂性能,长期耐热氧老化性能

洗衣机部件、烘干机部件

低气味、低VOC

20-40

高强度、低气味、低TVOC

汽车仪表盘(IP)骨架、内门板、中控面板支架、手套箱盖板、气囊支架、后尾板等

超低翘曲

20-40

低翘曲、高强度

车内门板、手套箱盖板、空调风扇等需要高尺寸稳定性的制品等

无卤阻燃

20-30

高强度,无卤阻燃,高GWIT、高CT

电机外壳、线圈骨架、建材电器插座、公共场所座椅等

超韧级

20-30

超高冲击强度(常温和低温下

电动工具、泵壳体、管件等

2.长玻纤增强尼龙

长玻纤增强尼龙

类型

玻纤含量%

主要特点

应用

一般用途PA6

20-60

高韧性(尤其是低温下),极好的抗蠕变和耐疲劳性能,低的翘曲度

汽车、电子电器、运动器材、电动工具、高铁配件等

低翘曲PA6

20-60

低翘曲,极好的制品外观,高韧性(尤其是低温下),极好的抗蠕变和耐疲劳性能

汽车、自行车配件、电子电器、运动器材、电动工具、高铁配件、洗衣机皮带轮等

一般用途PA66

30-60

高韧性(尤其是低温下),极好的抗蠕变和耐疲劳性能,低的翘曲度

汽车、电子电器、运动器材、电动工具、刀具手柄、高铁配件、齿轮等

低翘曲PA6

30-60

低翘曲,高韧性(尤其是低温下),极好的制品外观,极好额抗蠕变和耐疲劳性能

汽车、电子电器、运动器材、电动工具、高铁配件、齿轮等

3.长玻纤增强TPU

RTPU-LFT

类型

玻纤含量%

主要特点

应用

超硬TPU

30-60

高韧性,高刚性,低吸水率,高尺寸稳定性、耐化学腐蚀,良好制品外观

汽车框架、安全鞋头、机械配件、气钉枪枪托、专业电工工具、螺母和螺栓等

 4.长玻纤增强聚酯

长玻纤增强聚酯

类型

玻纤含量%

特点

应用

PBT-LFT一般用途

30-50

高韧性,低翘曲

电子电器、机械配件等

PET-LFT一般用途

30-50

高韧性、低翘曲、优良的制品外观

电子电器、机械配件、汽车天窗支架、物流用托盘

5.长玻纤增强聚苯硫醚

PPS-LFT

类型

玻纤含量

特点

应用

通用级

40-50

高韧性、低翘曲、耐疲劳、良好的制品外观

热水器的叶轮、泵壳、接头、阀门、化工泵叶轮与外壳、冷却水叶轮与外壳、家电零部件等 

6.长玻纤增强高温尼龙

PPA-LFT

类型

玻纤含量%

特点

应用

通用级

50-60

高韧性、低翘曲

低压开关、断路器、机械配件、自行车配件等

  长玻纤增强塑料部分应用案例

1.前端模块


图 10 PP-LGF40HST前端模块(源于橡塑展纳岩展台拍摄)

2.仪表板


图 PPLGF20 应用于大众仪表板(源于橡塑展纳岩展台拍摄)

3.洗衣机滚筒


图 PP-LGF15-10011应用于洗衣机滚筒(源于橡塑展纳岩展台拍摄)

文章来源于上海纳岩新材料有限公司,艾邦高分子整理编辑

(点击即可查看详情)

会议主题

时间

议题/嘉宾

9:00~9:10

开场介绍

深圳市艾邦高分子科技有限公司  江耀贵  创始人

9:10~9:35

LFT发展以及以及国家标准的最新动态

南京聚隆科技股份有限公司 李兰军博士

9:45~10:15

长玻纤模头分类以及选择以及挤出生产线介绍

南京创博机械设备有限公司总经理 李东生

10:15~10:45

上午茶歇

10:45~11:10

塑料改性该如何选择玻纤?

欧文斯科宁亚太研发中心热塑性复合材料研发经理  谢孝勋

11:10~11:35

长纤维增强PP在汽车无痕迹仪表板上应用与实现

上海纳岩新材料科技有限公司  技术总监 孙洲瑜

11:35~12:00

长玻纤增强塑料在汽车轻量化中的应用(拟邀请汽车整机厂)

12:00~13:45

午餐

13:45~14:15

长玻纤增强塑料(LFT)与模内涂层(IMC)自动化生产制品方案

克劳斯玛菲产品技术经理  Stefan Fenske

14:15~14:45

相容剂在长玻纤增强塑料中的应用

佳易容相容剂江苏有限公司

14:45~15:15

下午茶歇

15:15~15:45

长玻纤增强塑料专用PP国产化动态

中石化扬子石化  屠博士

15:45~16:15

长玻纤汽车塑料零配件模具设计以及CAE模拟

南京聚隆科技股份有限公司 邓军

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