华东理工大学科技成果——长纤维增强热塑性复合材料(LFT)

长纤维增强热塑性复合材料(LFT)

长纤维增强热塑性复合材料（LFT）
长纤维增强热塑性复合材料(LFT)是纤维增强聚合物领域的一种新型高级轻量化材料。

以热塑性树脂为基体，以长纤维(主要为玻璃纤维和碳纤维，10-25mm)为纤维增强材料的热塑性复合材料，具有质量轻、强度高、抗冲击热性强、耐腐蚀、成型加工性能优、可设计与重复回收利用、绿色环保等性能，并具有高的性价比和较低的密度，在汽车轻量化应用中展示了较好前景。

LFT的机械特性与增强纤维的长度有着密切的关系。

与相类似的短纤维(纤维长度约小于1mm)增强注塑成型热塑性复合材料相比，LFT材料在强度、抗撞击性能、能量的吸收率等方面都得到了很大提高。

这些特性也为LFT在要求更为严格的汽车内外部的结构件和半结构件上的应用创造了条件，成为受汽车行业青睐的主要原因之一。

”
具体来说，这一材料主要用于汽车仪表板骨架、前端模块(水箱支架)、天窗支架、蓄电池支架、门板支架、引擎盖、换挡器、油门踏板等。

而以仪表板支架为例，其可满足高流动性、高刚度、低蠕变、安全性、尺寸稳定性、轻量化等方面的要求。

+LFT简介

LFT简介LFT是长纤维增强热塑性复合材料（Long Fiber Reinforced Thermoplastics）的英文简称，是一种以热塑性树脂（如聚丙烯、尼龙、聚酯等）为基体，以长纤维（玻璃纤维、麻纤维、碳纤维和芳纶纤维）为增强材料的复合材料。

它具有重量轻、强度高、抗冲击韧性强、耐腐蚀、成型加工性能优良、可设计性好、可重复回收利用、绿色环保等卓越性能。

由于LFT具有更好的流动性能，从而比GMT更有利于复杂制件的一次成型。

LFT材料一般包含长度为10mm～50mm的玻璃纤维，因此LFT制件的耐用性和强度较好。

而目前常用的是短纤增强塑料粒子，纤维长度较短，一般在3mm以下，纤维在塑料中是无规的、随机的，因此在经过注塑工艺，生产的制品中纤维更短，其增强效果受到一定的限制。

典型长玻纤增强塑料（LFT）粒子注塑物性表：LFT与其他材料相比1、LFT与短玻纤增强塑料比较和传统的短玻纤增强塑料相比，具备特殊的螺杆、模头及切割器设计和浸润剂配方的LFT技术可以得到12mm以上的料粒活片材，纤维长度和料粒长度相当，让玻璃纤维在最终制品中拥有更长的玻璃纤维长度。

一般的短纤维增强，在经过螺杆、注射口、模腔内流动这三个过程后，纤维的长度下降的非常厉害，最终制品中的纤维平均长度已经不到1mm，因此对制品的力学性能的帮助非常有限，而LFT技术，不论事模压还是注射成型，最终测试制品内的玻璃纤维平均长度仍然不低于4mm，因此大大提高了制品的机械性能。

和短纤增强的结构件相比，抗冲击、抗蠕变性更好，抗热性能也更优异。

2、LFT与金属比较和金属材料相比，LFT材料又非常低的密度和非常高的比强度，制品加工方法较灵活，材料回收率高，相比材料的成本较低，部件的功能性和整体性很高，LFT的部件加工设备如挤出机、注射剂或压机、打孔安装设备、模具，相比昂贵的金属冲击设备和模具来说，其成本是很低的，尤其事在生产批量不大的车型，LFT更体现出优异的经济性。

LFT技术发展概况

LFT技术发展概况定义长纤维增强热塑性塑料简称LFT或LFRT，是用长玻璃纤维代替原来的短切纤维与PP、PA、PET等热塑性塑料通过挤出、造粒或造片等方法制得的复合材料，可以用玻璃纤维和塑料造粒制成半成品后再经注射或模压成型为最终制品，也可以在同一生产线上把玻璃纤维、塑料混合挤出后直接模压或注射成型为最终制品。

前者称为LFT粒料（LFT-G或LFT-P），后者称为直接LFT（LFT-D或D-LFT）。

据有关厂商介绍，一般的短切纤维（长度4.5mm、6mm等）增强粒料，在经过螺杆、注料嘴、模腔这些作业区后，纤维的长度大为减少，最终制品中的纤维平均长度已不到1mm，因此对制品力学性能的帮助有限。

而LFT技术可以得到12mm以上的粒料或片料，纤维长度与粒料长度相当，不论是模压还是注射成型，最终制品中的纤维平均长度仍然不低于4mm，因而大大提高了制品的力学性能。

另据外刊文章论述，LFT材料的力学性能与其中增强纤维的长度直接相关。

而“长”是一个非常相对的概念，很难作出明确的定义。

例如，2mm的平均长度在传统的注射成型工艺中被认为“较长”，但在模压成型工艺中则被认为“较短”。

这种讨论有时还被不同的材料和工艺开发者根据自己的兴趣加上各自的色彩。

近年来，汽车工业对节省成本的强劲要求促使LFT领域开发了多种新的材料和工艺。

其结果，在专业文献资料中出现了多种缩写和新的术语，常常在说明同一材料或工艺时所用术语不一致。

这就造成了术语和定义的一些混淆。

然而，最近启动了一项重要举措，即开始制订此行业中各种半成品和加工方法的标准术语，确定标准的评价和测试方法。

这些基础工作由欧洲热塑性复合材料同盟执行。

长纤维粒料LFT获得发展和大量应用的驱动力其实是GMT（玻纤毡增强热塑性塑料）。

虽然GMT是成熟的技术，但它作为新材料新应用“开路先锋”的作用正在受到挑战。

由于汽车等行业对降低成本的明显需求，一些更新的材料和工艺技术陆续问世。

10多年前，用线材包覆法、直角机头挤出法和几种拉挤法制出了长纤维粒料或片料。

LFT-D介绍

三、①GMT工艺特点 • GMT（Glass-Mat Reinforce Thermoplastic） • GMT片材是指以连续玻璃纤维毡或短切玻纤毡和热塑性树脂（大多是PP树脂）复合而成的一种片状模塑料，通常是两层玻璃纤维毡复合三层热塑性树脂薄膜层。采用不同类型的玻璃纤维毡和不同品种的热塑性树脂做基体，就可以得到多种多样的GMT材料。 • GMT复合材料制品的生产需要两个成熟的加工技术：片材（预浸渍）的成型和制品的压塑成型。
PP+纤维+添加剂
半成品材料工艺设备
板材板材·加热+压机 ①单螺杆挤出机+ 压机 ②注塑成型 ①双螺杆挤出机+ 压机 ②单螺杆挤出机+ 注塑成型
PP+纤维+添加剂
粒料
PP+纤维+添加剂
无
• GMT、LFT-G、LFT-D在生产工艺过程上的区别
四、GMT、LFT-G、LFT-D成型工艺比较
与另外两种工艺相比LFT-D主要有两个优点，七个特点：优点： • 一是成本低。由于是直接一步法生产，因此由LFT-D生产的大型结构部件比两步法生产的GMT或LFT-G压制部件的成本低20%～50%； • 二是制品的综合性能优异。LFT-D压制成型制品的抗冲击性能比GMT稍低一些，但由于比LFT-G成型后的纤维长很多，因此其抗冲击性能明显比LFT-G高得多。另外，大量的研究表明，LFT-D注塑的生产效率比采用标准LFT-G粒料的生产效率高，因为LFT-D低的塑化要求改善了纤维被剪断的可能性。对于成型周期超过1min的部件，用LFT- 用GMT生产的2005 蓝旗亚 Y-Epsilon车门中间板骨架
三、②LFT-G工艺特点
• LFT-G（Long-Fiber Reinforce Thermoplastic Granules）

科技成果——长纤维增强热塑性复合材料

科技成果——长纤维增强热塑性复合材料技术开发单位北京大学成果简介长纤维（玻璃纤维、碳纤维等）增强热塑性复合材料（Long Fiber reinforced Thermoplastics，LFT）是20世纪90年代逐渐发展起来的一种新型纤维增强树脂基复合材料，具有高强度、高刚性、高尺寸稳定性、耐高温、低吸水率、低翘曲度、使用寿命长、高低温抗耐蠕变性能优良、可回收再利用等显著特点，可以弥补常规短纤维增强热塑性塑料（SGRT）的许多不足和缺点。

该新材料在汽车、电子、家电、通讯、机械、化工、军工、体育器材、医疗器械等领域具有广泛应用，市场发展潜力巨大。

应用范围（1）汽车行业保险杠、车门板/自锁刹车系统、小轴和齿轮零件/汽车行李架与缓冲器/汽车蓄电池外壳/铁铝浇注件/轿车座椅骨架、仪表板、汽车椅背、换档器底座等。

（2）机电行业导流管扇叶和电机过滤器罩、风叶/同轴气缸离合器辅助件/高承载力、高扬程潜水电机、水泵/止推轴承、导轴承/机车导轨、真空泵、压缩机转子等。

（3）通讯、电子、电器行业高精度接插件、点火器零组件、线圈轴、继电器基座/微波炉变压器线圈架、框架/电气联结器、继电器、电磁阀封装件/扫描仪组件等。

打印机壳体、软盘传动系统、传真机壳体、风扇叶片、低压电器壳与内支架、电器开关壳、电脑外内支架壳体、电视机调谐器、电视机后盖、洗衣机内桶、烤面包箱底板、电热锅、电安斗把手等。

（4）化工防腐及医疗器械上的应用化工防腐设备、贮罐、管道、电镀槽部件、防腐地板、门窗构件、印染板架框、医疗器械非金属结构件等。

（5）建筑工程上应用LFT在建筑工程上主要用来制作建筑模版、装饰板、保温隔热件、隔音板等材料，大多采用GMT板状材料，用模压、真空模压成型等方法，主要使用材料为玻璃纤维（GF）增强工程塑料，比如GF/PP、GF/PVC、GF/PV、GF/PE等。

近几年来，作为混凝土增强用热塑性复合材料棒材发展很快，这类材料大多用拉挤、拉挤＋模压（根压）、拉挤＋缠绕等成形办法。

长纤维增强热塑性复合材料技术与设备的研究

贾明印，：等长纤维增强热塑性复合材料技术与设备的研究
８３
长纤维增强热塑性复合材料技术与设备的研究
贾明印薛平于建丁筠
００９；２清华大学高分子研究所，．北京（．１北京化工大学塑料机械及塑料工程研究所，北京１０２１０８）００４
（）１结构设计不理想
熔融浸渍挤拉模具结构多为波浪型结构或轮系型结构，
其核心技术为国内外几家大型公司垄断，保密级别很高。调研结果表明，当前浸渍挤拉技术的浸渍和分散效果还不理想，单靠波浪型或轮系型结构很难实现单丝级的分散和良好
的浸渍效果。
料功能化的重要技术之一，已引起国内外科研单位与工业界的广泛关注，并争先研究开发，已形成了一系列的技术，现主要有长纤维增强热塑性复合材料造粒技术（Ｇ—Ｌ）长纤ｎ’、维增强在线配混并直接挤出成型技术（Ｅ—Ｌ）长纤维增订、
接注射成型技术。
关键词
长纤维增强
热塑性塑料
复合材料
纤维增强复合材料作为结构型复合材料，具有质量轻、强度高、耐腐蚀、隔热吸音、设计和成型自由度大等优点而被广泛用于航空航天、舶、船车辆制造、建筑工程、化学工程及体育等领域。纤维增强复合材料一般是由强度高、模量大的增强纤维与有韧性、模量小的树脂基体组成。其中纤维只有达到一定长度后，才能起到增强作用，而传统的纤维增强复
的纤维，其模量、冲击强度、耐热性、耐蠕变性能及成型收缩率均明显优于短纤维增强的热塑性复合材料。因此，研究连续ｕ叩对促进复合材料的发展和拓展纤维增强复合材料在工业上的应用具有重要的研究意义和工

LFT-D(长纤维增强热塑性塑料)生产线.

带式产品输送机
换模小车
热塑性液压机
9
-43
二、海源长纤维增强热塑性复合材料成套装备介绍
10 -43
GMT 成套装备布局示意图海源海源GMT GMT成套装备布局示意图
二、海源长纤维增强热塑性复合材料成套装备介绍成套装备： LFT-D LFT-D成套装备：
自动上料装置玻纤输送装置自动称量系统玻纤计量、切断装置一阶双螺杆挤出机二阶双螺杆挤出机坯料切断装置保温输送装置 +夹具机械手机械手+ 带式产品输送机
40 -43
六、海源的支持和服务
海源公司的目标不仅是向用户提供全自动化的成套装备（交钥匙工程），而且还向用户提供全方位的服务和支持。包括以下内容：
� � � �
项目初期的全方位技术咨询服务厂房工艺布局材料配方设计模具设计
41 -43
六、海源的支持和服务
位于福州 1、总部总部位于福州、配件储备 2、全国设配件中心库、全国设配件中心库、服务网点 3、遍布全国的售后遍布全国的售后服务网点 4、两个月驻厂保姆式服务小时响应星级服务 5、24 24小时响应星级服务 6、免费售后服务电话
1、可设计性强，能够快速调整组料和配方 2、保留纤维长度，提高机械性能 3、调整玻纤含量、玻纤均匀分布
技术优势
650Kg/h ） 4、材料的吞吐量大（可达、材料的吞吐量大（可达650Kg/h 650Kg/h） 5、优越的流动性，提高表面质量 6、生产线全程系统控制，保证产品质量
31 -43
四、LFT-D在线模压成型生产线介绍——应用范围
装机功率对比
传统泵控系统
运行速度对比
KW 5xx 5xxKW

华东理工大学

聚氨酯发泡材料
团队服务方向
代表方向2：高分子材料加工
主要人员：郑安呐、唐颂超、陈建定、郭卫红等方向：反应加工、木塑复合材料、分子自组装抗菌材料成果： NSFC重大项目课题1项，NSFC重点课题2项
上海市科技进步一等奖1项，上海市科技进步二等奖1项
木塑产品
抗菌管材
团队服务方向
代表方向3：特种聚合物及复合材料
感谢各位领导莅临指导！
纵向横向
1770 1564
1833
2469
1000
735
590
503
812
0 06年
07年
08年
09年
(09年获NSFC13项，904万)
科研状况
SCI收录 EI收录
科研论文
150
120
115 125
90
73
60 49
30
0
06年 07年 08年 09年
150
120
116 110
90
68
60
36
(1)
Calcination
(2)SiO2 (3)PDADMAC (2),(3)…
Exposure to solvent
纳米二氧化钛和二氧化硅规模化生产
Hollow Silica spheres
Multilayer-coated particles
Hollow Inorganic-hybrid spheres
主要人员：李春忠、陈爱平、朱以华、姜复松、杨化桂等
方向：纳米材料工程、氧化硅颗粒材料、纳米磁性粒子
成果：杰青1名，NSFC重点项目、863项目、上海市重大项目国家科技进步二等奖1项，上海市科技进步一等奖2项超细材料教育部重点实验室

汽车新材料：长玻纤增强PP(LFT-PP)

汽车新材料：长玻纤增强PP（LFT-PP）由于金属不适合成型复杂的形状，限制了它在很多零件中的应用，这也阻碍了成本的下降。

与此相反，采用长玻纤增强塑料注射成型则可以克服上述诸多弊病。

因此掀起了“以塑代钢”的潮流：LFT-PP替代金属成为汽车新材料。

LFT-PP是长纤维增强聚丙烯材料，聚赛龙LFT-PP塑料是长玻璃纤维经过专门设计的模具浸润PP基体树脂，得到被树脂充分浸润的料条后切成一定长度的粒子。

LFT-PP，也就是长玻纤增强聚丙烯(Long Glass Fiber Reinforced Polypropylene.简称LGFPP)，作为汽车模块载体材料，该材料不仅能有效地提高制品的刚性、抗冲击强度、抗蠕变性能和尺寸稳定性，而且可以做出复杂的汽车模块制品。

长玻纤生产工艺长玻纤增强复合塑料和短纤维增强复合塑料比较2、高耐热LFT-PP材料在120℃时的高温疲劳强度是普通玻纤增强PP的2倍，甚至比以耐热性著称的玻纤增强尼龙高10%，因而这种材料具有作为结构件所需的耐久性和可靠性。

3、更好的抗翘曲性LFT-PP材料的优势特点1、良好的尺寸稳定性2、优异的耐疲劳性3、较小的蠕变性能4、各向异性小、低翘曲变形5、优异的力学性能，特别是耐冲击特性6、良好流动性、适应薄壁产品加工LFT-PP材料的材料性能1、优异的物理力学性能2、优异的热氧老化性能3、优异的耐低温性4、良好的分散性和外观效果5、良好的耐候性LFT热塑性复合材料的加工成型长纤维增强PP可用一般的射出成型机成型没有问题，但是若采用混炼度高的螺杆和射嘴会导致玻纤容易断裂，造成无法充分发挥长纤维原有的性能。

因此推荐使用注塑机的选择如下：螺杆长径比为16:1-22:1压缩比为2:1-2.5:1在允许的情况下尽量选择直径较大的螺杆采用深螺槽、低压缩比螺杆采用开放式大直径射嘴LFT-PP在汽车领域中的典型应用。

华东理工大学简介-南通通州区科技成果转化平台

华东理工大学简介华东理工大学原名华东化工学院，其办学历史可以追溯到100多年前的南洋公学和震旦学院，是1952年全国院系调整时由交通大学（上海）、震旦大学（上海）、大同大学（上海）、东吴大学（苏州）、江南大学（无锡）等校的化工系合并组建而成的全国第一所以化工特色闻名的高等学府。

1956年被定为全国首批招收研究生的学校之一。

1960年起被中共中央确定为直属教育部的全国重点高校。

1993年经国家教委批准，更名为华东理工大学。

1996年6月学校进入国家“211工程”重点建设行列。

1997年10月，上海市参与共建共管。

2000年经教育部批准建立研究生院，2008年，获准建设“985创新平台”，是国家首批实施自主招生改革的22所高校之一。

经过半个多世纪的改革与建设，现已发展成为特色鲜明、多学科协调发展的研究型全国重点大学。

学校现有徐汇校区、奉贤校区和金山科技园区。

学校设有化工学院、生物工程学院、化学与分子工程学院、药学院、材料科学与工程学院、信息科学与工程学院、机械与动力工程学院、资源与环境工程学院、理学院、商学院、社会与公共管理学院、艺术设计与传媒学院、外国语学院、法学院和体育科学与工程学院等15个专业学院。

学校还设有网络教育学院、继续教育学院、国际教育学院、中德工学院、理工优秀生部、人文科学研究院。

学校学位授权点覆盖了理、工、农、医、法、管、哲、经、文、历史、教育等11个学科门类，38个一级学科。

有58个本科专业，21个硕士学位授权一级学科，100多个硕士学位授权点；6个博士学位授权一级学科（理、工），44个博士学位授权点（理、工、农、医、法）；拥有工商管理硕士（MBA）、公共管理硕士（MPA）和18个工程领域的工程硕士专业学位授予权和高校教师在职攻读硕士学位授予权。

设有7个博士后科研流动站，拥有7个国家重点学科（按二级学科计）、1个国家重点（培育）学科、10个上海市重点学科。

学校现有两院院士2名，国家教学名师1人，国家973计划首席科学家3名，国家863计划领域专家2名，长江学者特聘教授10名，教育部“长江学者和创新团队发展计划”创新团队2个，国家级教学创新团队2个，国家级有突出贡献的中青年专家11名，国家杰出青年科学基金获得者8名，国家优秀青年教师基金获得者11名，有正副高级职务的教师及其他专业技术人员1000余人。

科技成果——纤维毡增强热塑性复合片材(GMT)

科技成果——纤维毡增强热塑性复合片材（GMT）成果简介
轻质高强GMT片材，主要用于汽车，已经应用于保险杠横梁、座椅骨架、前端、电池托架等40多种零部件。

通过结构优化设计，可部分取代金属材料，较原金属件减重30%-80%，而且节省模具费用，并有利于多种零件组合，形成模块化生产方式，适应汽车轻量化，节能、环保的主要发展方向。

研究室突破界面、浸渍、连续化三大关键技术，于2004年建成了我国第一套熔融浸渍法GMT工业装置（与双良集团合作）的基础上，成功开发了一种制备片材的新工艺——预混粉体浸渍法。

该方法已获得中国国家专利以及国际专利，具有完全自主知识产权，是一种极具潜力的生产技术。

运用此种方法，不仅可以制得GMT材料，而且可以得到轻质热塑性片材等其它种类的复合材料。

生产技术在对GMT材料制备、性能等进行了全面研究基础上，着重研究了GMT的模压成型工艺，掌握了GMT制品开发的成套技术，与企业合作，开发了一系列的汽车零部件制品。

所属领域材料
项目成熟度产业化
应用前景适应汽车轻量化，节能、环保的主要发展方向。

知识产权情况
中国发明专利01112947.6，国际专利WO02/94430A1。

合作方式技术开发、技术转让。

长纤维增强热塑性塑料在汽车轻量化与节能减排中的应用

料与国外还存在有较大差距。０８２０年
中国经济型轿车塑料用量仅为５０～６ｋ辆，型载货车达到８ｋｇ辆，０ｇ／重０／技术指标远远落后于汽车工业发达国
家的汽车塑料最高用量３０ｇ辆以０ｋ／
一
、
ＬＴＦ塑料发展及现状
制备方法：ＦＴＬ塑料粒料制备和直接在线生产ＬＴＦ塑料制品（Ｆ－。ＬＴＤ）前者是先制成半成品——粒料，再将粒料注射或模压成型为制品；后者则是一步工艺法，即在生产线上配混玻璃纤维、
塑料及添加剂后直接在线一步热模压或注射成型为所需制品，省去制作粒料
案之一是采用高性能的汽车轻量化材
了汽车塑料生产技术与塑料零部件制造水平不断的提高。先进塑料及复合材料可替代金属材料制造汽车零部件，作为最重要的汽车轻量化材料，它不仅减轻约４％以上的车身质量，０同时易于高度集成化使成本降低４％，０节能减排效果显著。国际上越来越重
方鲲北京化工大学新型高分子材料制备与加工重点实验室博士，副教授，北京纳盛通（Ｓ新材料科技有ＮＴ）
限公司总经理兼总工程师。主要从事汽车塑料和电磁
热功能复合材料科研与产业化工作，国内外发表科在研论文３余篇，０编译专著一部，获得国家新材料发明
圜
ＡｖｎｅａｒｌＩｕｔｄａｃｄｔｉｓｎｓｙＭｅａｄｒ
不过相对比而言，国汽车塑中

长纤维增强塑料(lft)材料标准

长纤维增强塑料（Long Fiber Reinforced Thermoplastics，简称LFT）是一种具有优异性能的复合材料，由热塑性聚合物基体中添加了长纤维增强材料而成。

LFT材料通常采用玻璃纤维、碳纤维或者纤维素纤维等作为增强材料，与热塑性树脂相结合，具有高强度、高模量、耐冲击、耐化学腐蚀等众多优异性能，被广泛应用于汽车、电子、航空航天、体育用品等领域。

LFT材料的性能标准是评价LFT材料质量的重要指标之一。

LFT材料的性能标准具有以下几个特点：一、力学性能1. 强度：LFT材料的拉伸强度和弯曲强度是评价其力学性能的重要指标，通常需符合国际或行业相关标准。

2. 模量：LFT材料的弹性模量代表了其刚性和硬度，也是衡量其力学性能的重要参数。

二、耐热性能1. 热变形温度：LFT材料的热变形温度代表了其在高温下的稳定性和抗变形能力，是评价其耐热性能的重要指标。

2. 热老化性能：LFT材料在长时间高温下的稳定性和性能退化情况也是重要评价指标。

三、耐化学性能1. 耐腐蚀性能：LFT材料在化学介质中的稳定性，尤其是对酸碱、溶剂等的抵抗能力是考核其耐化学性能的重要指标。

四、外观质量1. 表面平整度：LFT材料的表面平整度直接影响其外观质量和加工性能，是重要的外观质量指标之一。

2. 颜色一致性：LFT材料的颜色一致性和色差控制也是其外观质量的重要指标之一。

LFT材料的性能标准涉及了力学性能、耐热性能、耐化学性能和外观质量等多个方面，这些标准大大提高了LFT材料在工程领域的应用价值和质量稳定性。

在个人看来，LFT材料的性能标准是对其质量和性能的一种有效保障，符合标准的LFT材料具有更好的稳定性和可靠性，能够更好地满足工程领域对材料性能的需求。

在未来，随着工程领域对材料性能要求的不断提高，LFT材料的性能标准也将不断完善和提高，以适应更广泛的应用需求。

希望以上内容对你有所帮助，如果有任何问题，欢迎随时和我交流讨论。

热塑性复合片材的应用技术_汽车零部件开发及最新进展_戴干策

合作，于２００４年建成了我国第一套ＧＭＴ工业装置。

华东理工大学开发的部分ＧＭＴ制品见图３。

热塑性复合片材汽车零部件开发由于热塑性复合材料本身为非均一的多相材料，所以其各项物理性能与传统的金属材料相比，具有鲜明的差异，因此对于各个具体的汽车零部件，均需要进行必要的制品设计，然后选择合适的成型工艺，才能得到合格的产品。

１．制品设计制品设计是指根据零部件功能需求，通过结构与受力分析，进行制品相关材料选择及结构设计，尤需关注制品使用环境与材料选择以及制品形状设计方面。

具体考虑的因素包括：制品的功能需求，材料的力学性能，制品表面质量，使用环境的温度、湿度等。

对于热塑性复合片材，通常纤维决定结构力学性能，树脂决定结构物理性能，例如拉伸、弯曲、冲击等力学性能；能、热性能（含阻燃）等物理性能以及耐酸、碱、溶剂，吸水，耐候、紫外、等化学性能。

需要注意的是复合材料与金属、塑料某些不同性质，复合材料是一种非均一的多相材料，设计前需要材料性能的实际检验。

产品设计则主要考察：制度、加强筋、圆弧过度、收缩等。

这些参数，有一般的设计通则，制品最好为均匀厚度，变壁厚时最大过渡１：３；加强筋易产生凹痕，需选择适当位置、形状及其尺寸，改进模具设计和成型工艺，可以缓解或消除。

这些通则必须结合实际的制品综合考虑。

此外还要进行必要的模具设计，如脱模角度，温度控制以及排气孔等。

２．模压成型坯料设计是热塑性片材模压成型的核心技术之一，具体反映了研究者对制品结构特征及充模机理的理解，坯料设计的不同，能够引起充模过程中片材流动机理的改变。

合适的坯料设计需要考虑的因素包括：制品的外图４ＬＦＴ在汽车中的主要应用图５ＬＦＴ在汽车中的应用实例——发动机防护罩国际专利，具有完全自主知识产权。

用此方法，已经能够在中试线上生产轻质片材，并开发出多种规格。

可以预这是一种极具潜力的生产技术。

目前车顶衬里（ｈｅａｄｌｉｎｅｒ）仍然是其最典型的应用，其首例工业化应用即为１９９９年的Ａｚｄｅｌ　Ｓｕｐｅｒｌｉｔｅ片材用作尼桑Ｘｔｅｒｒａ和ＣｒｅｗＣａｂ汽车车顶衬里。

2013年中国工程塑料复合材料技术研讨会圆满成功

好，对确定企业今后的发展方向有很好的启发作用。
开幕式并致开幕词，就我国塑料行业的发展现状作了介绍。中国合成树脂供销协会郑垲秘书长、清华大学于建教授、国家复合改性聚合物材料工程技术研究中心郭建兵研究员、北京化工大学苑会林教授、
强聚丙烯性能的研究” 、 “ 土工膜用原料及加工成型
办、《工程塑料应用》杂志社承办的 “ ２０１３年中国工程塑料复合材料技术研讨会” 于２０１３年７月２６日
～
技术” 、 “ 长纤维及连续纤维增强热塑性复合材料的
制备及成型技术 ” 、 “ 废电路板基材在热塑性塑料中的应用 ” 、 “ 玻璃纤维增强塑料件之熔接痕的品质控
会议代表来自全国２０多个省市，既有协会的领长春市智能仪器设备有限公司、济南泰星精细化工有限公司、株洲时代新材料科技股份有限公司、广东
导，又有国内各大专院校、科研院所及公司的代表，还有一些外国驻华公司的代表，其中以专家、教授、企业家为主体。他们来自不同的工业领域，除从事工程塑料、复合材料的研究、生产、加工、应用及设备制造外，还有来自电子电气、仪器仪表等行业的代
３０日在贵州贵阳市隆重召开。本次会议吸引了
来自国内外塑料行业１００多家单位的１８０余名代表
参加。
制” 、 “ 汽车注塑件典型缺陷分析及其解决措施” 、 “ 聚
乳酸的改性研究 ” 、 “ ＰＥＴＧ的增黏工艺研究 ” 、 “ 仿真技术的应用 ”等报告，就我国工程塑料、复合材料、改性塑料、塑料加工技术的现状和发展趋势以及工

LFT浓缩粒子低成本性能

27玻璃钢2008年第1期LFT 浓缩粒子：低成本性能冯晓钰译王强华校（上海玻璃钢研究院，上海201404）摘要汽车结构件要求高的机械性能和设计性能。

从这个意义讲，对于汽车的功能需求，如轻量化、低成本和再循环，长纤维热塑性塑料（LFT ）使得热塑性复合材料比金属更具有吸引力。

在汽车工业中越来越多地使用长纤维热塑性复合材料代替金属，主要是因为长纤维热塑性复合材料有灵活的设计性和更佳的机械性能（高刚度，低温下较高的抗冲击性能，良好的蠕变行为等）。

短纤维工程热塑性树脂替代金属部件具有一定的局限性：增强热塑性塑料的机械性能与纤维的长径比（L/D ）有直接关系，在玻璃纤维直径一定的情况下，增强热塑性塑料的机械性能就直接与玻纤的剩余纤维长度有关。

LFT 不仅仅是一种材料或是一个工艺，它是一个融合了热塑性树脂、添加剂和增强纤维（不再作为一种填充物）的整体化系统，包含了零件设计和生产工艺模拟。

这次在汽车结构件设计（如LFT 前端支架）中的成功应用和积累的技术成果使得汽车原始设备制造商开始考虑开发新的功能，如仪表板、车门组件、可视部件等等。

将来，LFT 材料不仅被用作增强材料，还将增添其他功能，如低的VOC 、除雾、阻燃和抗紫外线。

长玻璃纤维PP 增强材料如TWINTEX 粒子，可以满足这些要求，同时还可以保持好的性价比和工艺灵活性（使用标准注塑装置）。

PP-短纤维TP 树脂30%GC PP-LFT TWINTEX 树脂30%GC图1剩余纤维长度对多轴破裂性能的影响28图2玻璃纤维长度对机械性能的影响1什么是TWINTEX ？过去，由于热塑性塑料基体具有高粘度，很少去开发连续玻璃纤维增强的热塑性树脂。

这种材料的第一个专利是在七十年代初出现的。

现在，各种不同的热塑性复合材料可以应用。

其中之一就是圣戈班-维托特克斯公司的TWINTEX ，一种由连续玻纤和PP 丝混合而成的创新型干燥预浸料。

图3TWINTEX描述图4TWINTEX 产品图5采用TWINTEX 浓缩粒子制作的Dodge Nitro 前后车门组件对弹性模量的影响对冲击性能的影响对强度的影响长度TWINTEX预浸料温度+压力固化的复合材料粗纱织物板材超浓缩粒子29TWINTEX 是一种独创的低成本解决方案，用热塑性树脂注入连续的玻璃纤维中。

长玻璃纤维增强热塑性塑料的开发应用

维普资讯
工程塑料应用
２００７年，３卷，４第５第期
长玻璃纤维增强热塑性塑料的开发应用米
戚德海徐永军沈开亮程方
（泰山玻璃纤维股份有限公司，泰安２１０）７００
摘要
通过对玻璃纤维（Ｆ增强聚丙烯（Ｐ改性、ＧＧ）Ｐ）长Ｆ的表面浸润与分散性的研究，开发出与ＰＰ相容、充分
适应长纤维增强热塑性塑料（Ｆ）工要求的专用无捻粗纱，通过长纤维造粒技术和注塑工艺制备性能优良的制Ｌｒ加并
品．力学性能明显优于短Ｇ其Ｆ增强Ｐ。最后介绍了长ＧＰＦ增强热塑性塑料的应用前景。关键词长纤维聚丙烯无碱玻璃纤维无捻粗纱
数在２％一０。因此长纤维比短纤维增强复合０４％材料具有更高的性能，者的形态对比见图１和图二２目前，国ＲＰ公司、国Ｇ。美Ｔ美Ｅ公司、国ＴＣＡ德ＩＮ公司、日本ＤＩＥＡＣＬ公司等世界著名的大公司都能够工业化大批量生产。美国ＬＰ工程塑料公司推Ｎ
出长纤维增强Ｐ６Ａ６粒料以代替铸铝材料，其力学强度高，能在一０～１０Ｃ承受高载荷。该公司还推４４￣出长纤维增强ＰＴ粒料，Ｂ密度Ｉ４～２Ｉｇｃ为．．／ｍ，钢材的１５～１４其拉伸、曲强度为４０～０／／，弯０６０Ｍａ已超过碳素结构钢。Ｐ，

LFT-D汽车后地板的设计与应用

Abstract：Traditional passenger car rear floor is made from stamping parts by tailor- welding, which brings problems such as heavy weight, high cost in tooling and low corrosion resistance. To solve this issue, LFT- D compression molding technology is used for lightweight design rear floor of a HFCV (Hydrogen Fuel Cell Vehicle). Stiffener and a platform layout are added to meet the requirements of stiffness, strength, stacking and storage. Meanwhile functional integration is achieved by integrating damping mat and 2 mounting brackets. The rear floor is bonded with BIW (Bady In White) by polyurethane adhesive and 4 bolts. Results of analysis show that compared with stamping parts, stiffness of LFT-D rear floor is better. Under the same order, its modal is slightly lower than stamping parts, but meets the use requirements. Experiment results indicate the LFT-D part meets service requirements with a weight reduction of 2.27 kg; moreover, its cost is also lower with a low-volume production within 100,000 units.