连续玻璃纤维增强热塑性塑料成型技术及其应用
玻璃纤维增强塑料简论
科目：复合材料院〔系〕：材化学院专业：无极非金属材料工程XX：庞丽丽学号： 1 3 4 6 1 0 2 5指导教师：西玲二○一六年五月十九日玻璃纤维增强塑料简论庞丽丽学号：13461925 班级:13无极非金属材料1班摘要：介绍玻璃纤维增强塑料的性能和优缺点；讨论玻璃纤维增强改性工程塑料的影响因素；及其应用开展概况。
关键词：玻璃纤维；增强塑料。
Summary:Introduces the performance of GFRP, advantages and disadvantages.Discussion the influencing factors of glass fiber reinforced modified engineering plastics.Development survey and its application.Keyword: Glass fiber. Reinforced plastics.1前言[1]玻璃纤维增强塑料〔也称玻璃钢，国际公认的缩写符号为GFRP或FRP〕，是一种品种繁多，性能各别，用途广泛的复合材料。
它是由合成树脂和玻璃纤维经复合工艺，制作而成的一种功能型的新型材料。
随着人们环保意识的增强，热塑性塑料在汽车、电子、电器、通讯等行业得到广泛的应用，而这些行业的开展又对塑料的综合性能提出了新的要求。
工程塑料自身具有很多突出的优点，如密度小、加工性好、可回收再利用等，但也有一些缺乏之处，如强度不够高、注塑后的成品收缩率较大、尺寸稳定性较差、耐温性不够好等等。
以适应市场的需要，在实际应用中，有时会同时使用两种或者多种改性手段，以提高材料性能和适用性，玻璃纤维作为塑料共混改性的一个组分，利用其优异的增强效果来改善塑料的性能，同时也利于降低本钱。
本文将重点讨论玻璃纤维增强塑料的主要影响因素及工程塑料改性用玻纤的开展动向。
2性能[2]玻璃钢材料具有重量轻，比强度高，耐腐蚀，电绝缘性能好，传热慢，热绝缘性好，耐瞬时超高温性能好，以及容易着色，能透过电磁波等特性。
玻璃纤维增强塑料制品的性能测试与分析
介电常数测试：测量玻璃纤维增强塑料制品的介电常数，以评估其绝缘性能。
添加标题
击穿电压测试：测量玻璃纤维增强塑料制品的击穿电压，以评估其耐电压性能。
添加标题
电阻率测试：测量玻璃纤维增强塑料制品的电阻率，以评估其导电性能。
添加标题
电导率测试：测量玻璃纤维增强塑料制品的电导率，以评估其导电性能。
ISO 11468:2016 玻璃纤维增强热固性塑料(GFRP)复合材料性能测试方法
ASTM D3039/D3039M-17 玻璃纤维增强热塑性塑料(GFRP)复合材料性能测试方法
ASTM D792-17 玻璃纤维增强热固性塑料(GFRP)复合材料性能测试方法
ASTM D638-14 玻璃纤维增强热塑性塑料(GFRP)复合材料性能测试方法
光照：光照对玻璃纤维增强塑料制品的力学性能、热性能和电性能都有影响
化学介质：化学介质对玻璃纤维增强塑料制品的力学性能、热性能和电性能都有影响
湿度：湿度对玻璃纤维增强塑料制品的力学性能、热性能和电性能都有影响
性能提升措施
PART 05
优化原材料选择
玻璃纤维：选择高强度、高模量的玻璃纤维，以提高制品的力学性能
提高材料耐寒性：使用耐低温材料，如聚苯硫醚等
提高材料耐腐蚀性：使用耐腐蚀材料，如聚四氟乙烯等
提高材料耐磨性：使用耐磨材料，如聚氨酯等
提高材料抗冲击性：使用抗冲击材料，如聚碳酸酯等
提高材料抗老化性：使用抗老化材料，如聚酰亚胺等
性能测试标准与规范
PART 06
国际标准与规范
ISO 11469:2016 玻璃纤维增强热塑性塑料(GFRP)复合材料性能测试方法
测试方法：绝缘性与导电性的测试方法包括电阻率测试、介电强度测试等。
玻璃纤维增强塑料的制备及其在航空领域中的应用研究
玻璃纤维增强塑料的制备及其在航空领域中的应用研究玻璃纤维增强塑料(GFRP)是一种由玻璃纤维和热固性树脂或热塑性树脂复合而成的材料。
由于其轻量化、高强度、耐腐蚀和耐热性等特点，GFRP在航空领域中得到了广泛的应用。
制备GFRP的过程中需要使用到玻璃纤维和树脂。
玻璃纤维是一种高强度、高弹性模量的材料。
传统的玻璃纤维是通过将玻璃化合物拉制成丝并喷涂保护层制成，而现代的玻璃纤维则是通过浸渍珠状原材料，将其结晶化成纤维。
在制备GFRP之前，需要对玻璃纤维进行表面处理，如切割、角度刻槽和砂磨等，以提高其在树脂中的附着性。
树脂是GFRP中的另一个重要组成部分。
热固性树脂是目前最常用的GFRP树脂，它们在加热后能够固化成坚硬的聚合体。
这种树脂可以通过注塑成型、压缩成型和手工层压等方式与玻璃纤维复合。
热塑性树脂可以在加热后变成流体状态，在冷却后变成固体。
这种树脂可以通过挤出、注塑和复合等方式与玻璃纤维复合。
GFRP在航空领域中的应用主要体现在航空航天器、机翼、车身和推进器等领域。
例如，NASA的太空飞船和美国军方的B-2隐形轰炸机都使用了GFRP技术。
GFRP可以减轻航空器的重量并提高其强度和稳定性，使其具有更好的空气动力特性。
此外，使用GFRP也能够提高航空器的防腐性和耐热性，并降低维修成本。
虽然GFRP在航空领域中有着巨大的潜力，但是它还面临着一些挑战。
首先，GFRP的制备工艺较为复杂，需要高精度的加工和生产设备。
此外，GFRP的价格也相对较高，限制了其在大规模应用中的推广。
另外，GFRP的热膨胀系数与金属相比较大，容易导致航空器结构变形。
为了克服这些挑战，研究人员正在努力开发新的GFRP制备技术，如自动层压、3D打印和纳米增强等技术。
此外，还需进一步降低制造成本，并开发更多的GFRP应用领域。
总之，GFRP是一种在航空领域中具有重要应用价值的材料。
随着技术进步的不断推进，GFRP将会有着更加广泛的应用前景。
纤维增强热塑性复合材料拉挤成型工艺研究进展
纤维增强热塑性复合材料拉挤成型工艺研究进展摘要：随着低碳经济、碳中和等环保理念的呼声不断高涨，低能耗、可回收的高性能复合材料的需求量不断增加。
高性能复合材料可作为关键的轻型承重材料，应用于风力涡轮机叶片根部加强件、高压绝缘子芯棒和建筑应用中的梁等。
不同于热固性拉挤成型复合材料，热塑性复合材料不需要化学固化，生产效率高、污染小、原材料利用率高，且制件具有可回收、可焊接、使用寿命长的特点，因此国内外都在积极开展高效率、低成本的热塑性复合材料生产工艺的研究。
基于此，本文章对纤维增强热塑性复合材料拉挤成型工艺研究进展进行探讨，以供相关从业人员参考。
关键词：纤维增强热塑性复合材料；拉挤成型工艺；研究进展引言纤维增强热塑性复合材料比热固性树脂复合材料具有更高的比强度和冲击强度，不需要特殊的储存和运输条件，易于维修和可回收再加工。
因此热塑性复合材料在加工性、效率、全寿命周期内的环保性和成本都明显优于热固性复合材料。
碳纤维增强热塑性聚合物复合材料是树脂基复合材料的发展方向，具有广阔的应用前景。
一、拉挤成型工艺拉挤成型工艺由于其生产效率高、拉挤制品纤维含量高、原材料成本低等优点被广泛应用于各种复合材料的生产制造中。
将拉挤成型工艺与热塑性复合材料相结合可充分发挥复合材料的优势，实现各种断面和空腔型材的高效生产。
热塑性树脂普遍存在黏度大的问题，导致了纤维浸渍困难，因此纤维增强热塑性复合材料拉挤成型工艺的改进方向主要集中在纤维浸渍方式上。
根据浸渍方式不同将热塑性复合材料拉挤成型工艺分为非反应型拉挤成型工艺和反应型拉挤成型工艺两大类。
从目前生产应用的角度来看，非反应型拉挤成型过程部分浸渍工艺与热固性复合材料拉挤成型工艺相似，技术更加成熟，设备投资也相对降低，因此应用更加广泛，而反应型拉挤成型工艺对生产设备要求高，技术难度较大，因此应用范围相对较小。
二、纤维增强热塑性复合材料特点复合材料基本上是一种新型材料，在对两种性质不同的材料进行物理或化学处理后进行加工，其性质相对较高。
Polystrand连续纤维增强热塑性塑料
成 型 方 法
层压 ：Ｐ ｌ ｓ ｒ ｎ 公司 采用层压工艺来制造 大 ｏ ｙｔ ａｄ
卷装 的Ｘ Ｐ ｙ 向层板 。层压工艺还用来制造夹芯复 — ｌ双 合材 料板 。Ｐ ｌ ｓ ｒ ｎ 公 司 目前制造一种蜂 窝夹芯 ｏ ｙｔ ａｄ 板 供应空运 货柜行业 。这种货柜被 广泛认 为是当今 市场 上最轻 的空运货柜 。 多层压机 ：Ｐ ｌ ｓ ｒ ｎ 公司 的多层压 机能够制 ｏ ｙｔａ ｄ 造宽度达１ ５ ２ 英寸的复合材料层 合板。这种机器 能够 制造完整的半挂车侧壁板 以及车 门框板 。 平压机 ：平 压机是制造 多层复合材 料平板 的优
一
空运货柜
Ｐ ｌ ｓｒ ｎ 向航 空货运行业提 供轻质高强 的蜂 ｏｙ ｔａｄ
窝夹芯板 ，所 制货柜被广 泛认为是 当今 使用 的最轻
最耐用 的空运货柜 。
而 不用增强 材料 的制 品则愿选用 更清洁 、可 再造形
的塑料成型 商提供 了新 的选择 。Ｐ ｌ ｓｒ ｎ 材 料可 ｏｙ ｔａｄ 层合成热塑性片材，用一步法或二步法进行热成型 。 Ｐ ｌ ｓ ｒ ｎ ２ 艺 由长 期工作在复合材料 开发前 ｏ ｙ ｔ ａ ｄ１ ２ 沿 的人 员经过 １年 时间研创成功 。他 们下功 夫解决 ０ 了上述 问题 。当他们研 究出Ｐ ｌ ｓ ｒ ｎ ２ 艺之后 ， ｏ ｙ ｔ ａ ｄ１ ２
４％ ０ 热塑性树脂 （ 重量％ ）。这样 高的纤维／ 树脂 比在 传统 的复合材料成型 工艺中很难达 到 。Ｐ ｌ ｓ ｒ ｎ ｏｙ ｔａｄ
带 中的增强纤维被 充分浸渍 ，避免 了传 统复合材料
《 璃 纤维 》２ １ 年 第 ４ 玻 １１ １ 期 ４ ８
Ｆｉ ｂ —
ｇｌ ｓ ａｓ
视窗 Ｆ ｒ ｅａ￣ｓ — ｇｌ
玻璃纤维增强塑料的制造工艺
玻璃纤维增强塑料的制造工艺玻璃纤维增强塑料，简称GFRP，是指将玻璃纤维作为增强材料，与热塑性或热固性树脂合成材料。
GFRP 具有优异的机械性能，化学稳定性和优异的绝缘性能，在空间航天、汽车、电子、医疗等多个领域有广泛应用。
本文将介绍GFRP的制造工艺，主要包括玻璃纤维纺制、预浸料制备以及成型工艺等方面。
一、玻璃纤维纺制GFRP中的玻璃纤维通常采用E玻璃或S玻璃等类型，其中E玻璃纤维的拉伸模量较高，适用于高强度材料制造，而S玻璃纤维具有较高的抗碱性能，适用于酸碱介质中使用。
玻璃纤维的制备通常采用单体直接成纤法，即用石英砂等原材料熔炼过程中制成的玻璃流出炉体，绕制在旋转的机芯上，再通过拉伸半成品冷却、切断等工序制成单纤维。
该方法可以制备出单纤维直径小、拉伸性能好的玻璃纤维，适用于高性能材料制备。
二、预浸料制备预浸料是指将玻璃纤维与树脂预先混合，形成片状或卷状材料。
预浸料可分为热固性和热塑性两种类型，其中热固性预浸料由于固化后不能重塑，适用于制备各种复杂形状的材料，而热塑性预浸料则可以通过热加工方法再次加工成各种形状的材料。
热固性预浸料的制作方法通常包括四个阶段，即纤维表面涂胶、预储、浸胶以及保温固化。
其中浸胶过程中要充分浸润玻璃纤维表面，以确保与树脂充分结合，避免产生空气泡等缺陷。
热塑性预浸料的制备通常采用熔融混合法或称热溶法，即将树脂加热至熔态后加入到玻璃纤维中混合，再通过挤出、压塑等工艺制备成卷状或片状预浸料。
该方法成本较低，操作简便，适用于生产大批量、要求不太严格的GFRP材料。
三、成型工艺GFRP的成型工艺通常有压模成型、注塑成型、自动纺织成型等多种方式，其中压模成型可分为手模和自动模具两种类型。
手模压模成型通常适用于小批量、复杂结构的GFRP制品制造，其工艺流程包括模板制作、浸胶、铺复合材料、预压、热固化等多个步骤。
该方法操作灵活，但受工人技能水平影响较大。
自动模具压模成型工艺则适用于大批量、高精度的GFRP制品制造，该方法的步骤包括CAD设计模具、数控加工模具、材料铺设和预压等多个步骤。
玻璃纤维增强热塑性塑料的发展概述
汽车制造行业 ， 复合纤维还可制成型材 ，具有 良好 的外观和韧性 ，使用 寿命长且易加工 ，常见制品为 工具手柄 、围栏 、窗框等 ，此外在船舶 、建材 、电
玻璃纤维增 强热塑性 塑料 ，大约 出现在 ２ 世 Ｏ 纪中叶，经过十几年的发展 ，目前 ，玻璃纤维增强 热塑性塑料市场年增长率为 ５ ％左右 ，已超过玻璃
纤 维增 强 固性 塑 料 的增长 速度
领域是汽车行业 ，一般用作非结构零件 ，由于复合
材料 中纤维赋予制品良好 的热力学性 能 ，还适用 于
填料及其他添加剂与塑料干湿后在挤出机 中熔融混
合 ，从机头挤 出，边冷却边切成很短的粒料 ，粒料 作为半成品 ，经过模塑成型成为制品。最 主要的成 型方法是注塑法 ，其次是挤出 、吹塑 、压塑 、离心
铸 塑 等成 型方 法 。短 纤 维 增强 热 塑性 塑料 主要 应 用
塑料 复合纤维 、长纤维增强热 塑性 塑料和热塑性拉挤复合玻 璃纤维增强塑料的制备与应用及发展 前景。 关键词 ： 璃纤维； 玻 增强热塑性塑料 ； 发展概述 中图分类号 ： Ｑ１ １ ７１１ Ｔ ７． ． ７ 文献标识码 ： Ａ
２０（ ： — ２ ０ ４６ ２ ２． ）０
此外 ．针对一些纳税人和扣缴义务人依靠假合
［ 吴旭 东． ２ 】 个人所得税制 国际比较 ［ ． Ｍ】 北京 ： 中国财政 经济
出版 社 ．９ ６ １９ ．
同、 假协议 ，少报 经营 、资本或 劳务报酬等收入 ，
共 同实施偷逃个人所得税 的行为 ， 个人所得税法有 必要引入企业所得税法中的公平交易原则 ，明确处 理交易关联方关系的规则 ，以防止关联交易损害税
热塑性复合材料
热塑性复合材料
热塑性复合材料是一种由连续纤维增强材料和热塑性树脂组成的复合材料。
在
这种材料中，连续纤维通常是玻璃纤维、碳纤维或芳纶纤维，而热塑性树脂可以是聚丙烯、聚酰胺或聚酯等。
热塑性复合材料因其优异的力学性能、耐高温性能和成型加工性能而得到广泛应用。
首先，热塑性复合材料的优异力学性能是其最大的特点之一。
由于连续纤维的
加入，使得复合材料具有很高的强度和刚度，能够承受较大的载荷。
同时，热塑性树脂的良好粘合性能也能有效地传递载荷，提高材料的整体性能。
这使得热塑性复合材料在航空航天、汽车、船舶等领域得到了广泛的应用。
其次，热塑性复合材料具有良好的耐高温性能。
热塑性树脂在高温下依然能够
保持较好的力学性能，不会出现软化或熔化的情况。
这使得热塑性复合材料能够在高温环境下长期稳定地工作，满足特殊工况下的使用需求。
因此，热塑性复合材料在航空航天领域的发展中扮演着重要的角色。
另外，热塑性复合材料还具有良好的成型加工性能。
由于热塑性树脂的特性，
热塑性复合材料可以通过热压成型、注塑成型等工艺进行成型加工，制作出各种复杂的结构件。
这种灵活的加工性能使得热塑性复合材料在制造领域得到了广泛的应用，为产品的设计和制造提供了更多的可能性。
总的来说，热塑性复合材料以其优异的力学性能、耐高温性能和成型加工性能，在航空航天、汽车、船舶等领域得到了广泛的应用。
随着科学技术的不断进步，相信热塑性复合材料将会有更广阔的发展前景，为各个领域的发展提供更多的支持和保障。
玻璃纤维增强聚丙烯的性能研究
0 前言长纤维增强热塑性塑料（long fiber reinforced thermoplastic，LFRT）是近年来高速发展的一类复合材料，主要由玻璃纤维、碳纤维、有机纤维等与不同的热塑性塑料基体及各种助剂经特殊的设备和投稿日期：2010-10-21修回日期：2010-11-02作者简介：崔峰波，男，1973年生，巨石集团有限公司、巨石玻璃纤维研究院产品研发中心副主任，工程师。
工艺进行复合而制得[1]。
由于LFRT制得的制品中纤维的损伤、剪碎情况被大幅度减轻，从而使纤维保留了相当的长度而使制品的性能大幅度的提高，具有高强度、刚性好、使用寿命长、耐腐蚀性好、尺寸稳定性好、精度高、耐蠕变性能好、低翘曲、耐疲劳性能优良、设计自由度高及优异的成型加工性能、重量轻、可回收重复使用等优点[2]，LFRT成为了近年来取得突破性进展的高性能新材料,已经成为热塑性塑料市场增长最快的品种。
目前国外公司工业化生产出长纤维增强粒料采用的树脂基体有PP、崔峰波，曹国荣（巨石集团有限公司，巨石集团玻璃纤维研究院，浙江省玻璃纤维研究重点实验室，桐乡 314500）摘 要：通过制备长玻璃纤维与短玻璃纤维增强聚丙烯复合材料，对比研究了在一定温度下的不同复合材料的弯曲性能与热性能。
结果表明，在相同玻璃纤维含量下，长玻璃纤维增强PP的弯曲性能与热变形温度均高于短纤维增强聚丙烯复合材料。
关键词：长玻璃纤维；短玻璃纤维；聚丙烯；弯曲强度；热变形温度CUI Fengbo ，CAO Guorong（Jushi Group Co.,Ltd ，Jushi Fiberglass Research Institute ，Key Laboratory for Fiberglass Research of Zhejiang Province ，Tongxiang 314500）Research on Properties of Glass Fiber Reinforced PolypropyleneAbstract ：Long glass fiber and short glass fiber reinforced PP composites were prepared. Their flexural strength at certain temperature and thermal properties were studied. The results show that with the same glass fiber content ，the long glass fiber reinforced PP exhibits higher flexural strength and heat deflection temperature than short fiber reinforced PP.Key words ：long glass fiber ；short glass fiber ；polypropylene ；flexural strength ；heat deflection temperature技术开发崔峰波,等:玻璃纤维增强聚丙烯的性能研究玻璃纤维增强聚丙烯的性能研究《玻璃纤维》2011年 第1期 9中图分类号:TQ171.77+7.7 文献标识码:APBT、PET、ABS、POM、PPS、PEEK、PC、热塑性聚氨酯等，其中被广泛应用的主要是长纤维增强PP。
连续纤维增强热塑性树脂基复合材料自动铺放技术研究进展
酮预浸带的商品名 [18]。AS4/APC–2 被 广 泛 使 用，而 其 他 APC–2 版 本 的 研 究 较 少，如 IM6/APC–2[30–31] 和 IM7/APC–2[32–33]，这 些 带 / 丝 束 的 宽 度 较 窄，为 6.35mm。 此 外，由 TenCate 公 司 制 备 的 AS4/PEEK 带 也得到了应用 。 [34] 目前，有关自动 铺放的大量工作涉及碳纤维 / 聚醚 醚酮预浸带。
目光转向了自动化技术，例如自动 还能对丝束进行切割，以适应制造边
铺 带（Automated tape laying, ATL） 界的变化，能够保证复杂结构的加工 技 术 和 自 动 铺 丝（Automated fiber 要求 。 [9–11] 由此 AFP 机器可生产不
placement, AFP）技术。
材料体系 研究内容
主要结论
热气体温度对热塑性复合材料的热场和热流密度有重要影 响，此外，较小的热气体温度有利于获得均匀的热场；热 梯度随着热压温度的升高而增大，影响热塑性复合材料的 最终力学性能
模拟计算
建立了在自动铺放过程中加热模具和热塑性预浸料带的非 平稳过程，模具的温度会影响预浸料的温度，从而影响基
为满足航空航天、军工产业对先 进结构材料日益增长的需要，连续纤 维增强热塑性树脂基复合材料得到 了研究者和工业界的广泛关注。其 优势包括 ： [23–26]
（1）刚而韧的线性高分子链赋予 其优异的抗冲击性能和抗损伤性能。
（2）使用温度区间从 -40℃到熔 点以下 50℃左右。
（3）复 合 材 料 制 备 过 程 仅 发 生 物理反应，成型周期短。
工艺优化
对碳纤维复合材料的光学特性、层间接触热阻、LATP 过程 中的光学模型和温度场模型进行研究
玻璃纤维增强热塑性
玻璃纤维增强热塑性玻璃纤维增强热塑性玻璃纤维增强热塑性施予长蒋志华(上海新新塑料厂,上海,200400)摘要-为了扩大和拓宽各种塑料的应用领域,现在国内已广泛地采用各种增强技术,在塑料中添加各种增强剂,如玻璃纤维,石棉,碳酸钙,滑石粉以及硼,石墨纤维等物质,进行增强改性.由于玻璃纤维价格低廉,兼之所增强的制品物理性能较好,因而发展最为迅速,使用最为广泛.本文就玻璃纤维增强热塑性塑料的发展动态,性能,应用及成型工艺进行研讨.关键词:玻璃纤维增强改性1国内外玻璃纤维增强塑料(下文简称FRTP)的发动态1945年美国Dupout公司最先发表了短纤维增强热塑性塑料的专利(B.P.618094),1952年Fibeml公司又相继发表了长纤维增强热塑性塑料的制造专利(U.S.P.2877501)和(U.S.P.3042570),1956年Fibeml公司首先开始工业化生产,自1958年美国市场上出售两种玻璃纤维增强热塑性塑料品种以来,FRTP的品种现已达1000种以上.我国自1962年开始,即使用无碱开刀丝与尼龙粒料在两辊开炼机上混炼造粒的探索,但因发现玻璃纤维粉化及尼龙氧化严重,操作条件恶劣而未推广使用,后改用挤出机挤出造粒工艺,情况虽有改善,但螺杆磨损严重,劳动条件仍然很差.1967年苏州塑料一厂研制玻璃纤维增强尼龙,并与日本增强尼龙粒粒样品进行了对比, 于1968年正式投入生产,至1980年增强尼龙预产能力为130-150t,1972年,大连第七塑料厂与晨光化工研究院协作研制长纤维增强聚碳酸酯, 于1973年投产.其后,为了改善纤维在制品中的分散性,又采用排气器挤出造粒法制成了短纤维增强聚碳酸酯.近年来,国内试制玻纤增强热塑性塑料单位★收稿日期:2O06—06—10—18一日益增多,多次以工艺,设备,玻纤品种,这是表面处理剂等诸方面都有了很大的改进.上海胜德塑料厂,苏州塑料一厂将双螺杆挤出技术引入到各玻璃纤维增强热塑性材料.目前FRTP在国内正处于推广应用之中.综上所述,FⅣ【P的发展极快,现已形成高分子合成材料工业中的一个新领域.由于FRTP的出现,使热塑性塑料性能产生了飞跃,其物理机械性能成倍提高,其对增强塑料品种已能和热固性增强塑料(FRP)在性能上媲美,更由于其设计和成型加工的灵活性,其发展速度大大高于FlIP,是所有其他材料望尘莫及的.据统计,全世界FRTP的年增长率为25%-30%.2玻璃纤维增强热塑性塑料的性能热塑性塑料经过玻璃纤维增强后与原来的本体树脂相比,在性能上发生了如下变化:2.1机械强度静态强度如抗张和抗弯强度提高2-3倍,动态强度,如耐疲劳性能提高2-3倍,蠕变强度提高2～5 倍,刚性提高2-5倍,耐冲击性能取决于本体树脂的冲击特性,如本体树脂为韧性材料,增强后冲击强度保持不变或有所下降,如本体树脂为脆性材料,增强令冲击强度提高2-3倍,不论那种本体树脂,经玻纤增强后其低温冲击性能均能提高.2.2热变形温度塑料加工根据本体树脂结晶表现不同,经玻璃纤维增强后热变形温度增加幅度有所不同,大约为10～200':E,无定形树脂经增强后增加幅度小,其热变形温度接近于本体树脂的玻璃化温度.结晶性树脂增强后热变形温度大幅度上升,接近本体树脂的熔点,如纯聚碳酸酯的玻璃化温度为150℃,热变形温度为132℃,经20%玻璃纤维增强后,热变形温度为143cC.纯尼龙6熔点为225cc,热变形温度为49℃,经20%玻璃纤维增强后热变形温度为218℃,提高了169℃.2-3膨胀,收缩及吸水率热塑性树脂经玻璃纤维增强后,线膨胀系数减少1/2~1/4,成型收缩率减少1/2—1/4,吸水率下降10%～20%.2.4缺陷热塑性塑料经玻璃纤维增强后制品表面软化,光泽降低,制件接缝处玻璃纤维不能错的R 玻璃纤维的取向使制件的接缝强度降低,机械性能,成型收缩率,热膨胀系数等性能呈现不同程度的各向异性.影响FRTP性能的主要因素有以下几点: (1)玻璃纤维含量,玻璃纤维的含量对FrP的性能有极大的影响,随着玻璃纤维含量增加,热塑性增强塑料的弹性模量也相应增加, 抗张强度和抗磨强度最初随玻纤含量的增加而增加,但当含量超过40%时又开始下降,这是因为玻璃纤维含量过多,树脂流动性下降,在成型过程中玻璃纤维磨损过度,被制件中玻璃纤维的长度大部份低于临界长度,使玻璃纤维丧失补强作用.(2)玻璃纤维长度:玻璃纤维长度越长,制件机械强度越高,增强效率越好,因此无论在造粒或成型时减少玻璃纤维过度磨损,使制件中的玻璃纤维可保持玻璃纤维较长的长度是提高FRrI'P性能的关键因素之一,通常采用的成型方法,制件中的玻璃纤维长度大约为0.3～0.6m,实际使用的情况证明,当玻璃纤维长度小于0.04m 时,玻璃纤维只能起填充作用而无增强效用,玻璃纤维长度与增强塑料抗拉强度之间存在如下关系式:T—Te=Vf(1一)Tf+VmTmLc=式中:Te为增强塑料的抗拉强度;Vf为玻璃纤维的体积百分含量;Vm为树脂的体积百分含量;Tf为玻璃纤维的抗拉强度;Tm为树脂的抗拉强度;L为玻璃纤维长度;D为玻璃纤维的直径;Lc为玻璃纤维的临界长度;A为玻璃纤维与树脂的粒结性能系数.由上式可知,为了提高FRTP的机械性能,我们希望w,L,A大一点,玻璃纤维直径D要小一点较好,当其他条件不变时,希望玻璃纤维长度L大一点,强度会有所提高.总之,只有玻璃纤维长度L大于共临界Lc时方能充分体现增强特性,而理想的玻璃纤维长度应为临界长度的5 倍.然而,对于熔体粘度较高的塑料,采用较长的纤维是不合适的,因为纤维不能很好地分散于树脂之中,每根纤维(L=0.5～1)较为有利.(3)树脂与玻璃纤维表面的粘结性:树脂与玻璃纤维表面粘结性越好,在外协力作用下玻璃纤维表面与树脂之间越不易产一相对位移,从而制件所受的外力影响较好传递到强度很的玻璃纤作业,使整个制件的强度大幅度提高.因此粘结力越大,制件强度越高.为了提高玻璃纤维表面与树脂的粘结性能,近年来在玻璃纤维表面广泛采用有机硅处理剂处理.国外有机硅处理剂品种目前已有40多种. 如作为玻璃纤维表面处理剂的有机硅烷必须既有能与玻璃纤维表面作用的基团(即能水解的基团-CH,O,一C2HO一等),又有能与树脂起物理或化学作用的基团,从而在树脂与玻璃纤维表面间产生偶联作用,使材料性能大大提高,尤其对提高湿态强度更有显着作用,对提高电性能也有好处.由于不同的树脂对有机硅有不同的反应,因此对每种热塑性塑料都有自己特殊的有机硅表面处理剂.对于聚烯烃塑料,如聚乙烯,聚丙烯,由于其本身不带有极性基团,因此即使玻璃纤维表面用一19—玻璃纤维增强热塑性有机硅处理剂处理后,性能提高仍不理想,为了进一步提高树脂与纤维表面间的粘结力,除了对纤维表面用有机硅处理外,要对树脂本身进行改性,增加极性基团,或加入过氧化物,特殊氯化物等,使树脂与玻璃纤维表面产生一定程度的交联作用.(4)本体树脂的性能:在玻璃纤维含量相同的条件下,本体树脂性能越高,玻璃纤维增强后的制件性能就越好,只有冲击强度为特例,若本体树脂原为韧性材料,如AAS艾佐德缺口冲击强度本作为10kg?cm/cm,若本体树脂为脆性材料,如涤纶树脂艾佐德缺口冲击强度本体仅为3kg?cm/cm,经30%玻璃纤维增强后冲击强度上升为15kg?cm/cm..除以上因素外,使用环境对FRTP的性能也有较大的影响,如使用温度,湿度,熔剂,化学药品,耐老化性等,需要引起重视.3玻璃纤维增强热塑性塑料成型与通用热塑性塑料一样,肿也可以采用注射成型,压制成型,回转成型,出成型等工艺. 就目前来说,FⅣrP主要采用流塑工艺成型,其中拉出成型工艺(PULTRUSINMOLDING)是为了适应复合材料发展而开发的一种新型的纤维增强塑料成型方法,正引起人们的广泛注意,预计今后的几年里,推出成型工艺将有更大发展,目前拉出成型工艺尚局限于纤维增强热固性树脂的成型,由于拉出制件的应用愈来愈广泛,许多树脂生产厂家正在寻求制造新的适合拉出成型的树脂原料.本文仅就FRTP注射成型工艺进行探讨.FRrP注射成型中,当玻璃纤维表面处理,玻璃纤维直径及长度,百分含量确定之后,成型加工条件主要与成型机种,熔融物料温度,模具温度,注射压力,注射速度,浇口形状和位置以及原料干燥状态范围因素有直接关系.3.1成型机械对于注射机类型,一般应采用螺杆式注射机(短纤维增强料可采用注塞式注射机).仍旧延用目前通用型注射机是不合适的,应该加大螺杆长径比,生产长螺杆(L/D≥20),并在其表面装有屏一20一障头的螺杆最为适合.3.2成型模具模具的浇口位置,形状和大小直接影响物料在型腔中的流动方式,致使玻璃纤维在制品中的分散性,纤维长度以及排列结构各异,浇口应设置在制件最厚的截面上,避免使用斜形浇口,以免注射时树脂受热分解.注射喷嘴尺寸要短而粗,设计流道时也要短而粗.FRTP的收缩率与玻璃纤维含量成比例,一般比纯本体树脂减少1/2—1/4,由于收缩率较小, 制件不易脱模,在设计模具时,脱模斜度要大一些,约为2—3.,避免拽拉脱模.FⅣrP制件的接缝强度较低,为了减少制件的接缝,在设计模具时,应尽量减少浇口数,只要保证模具的浇满即可,应避免在制件受力部分留下接缝.3.3成型特点(1)为了避免玻璃纤维取向,增加接缝强度,注射速度要高,使熔融的物料尽快充满模腔; (2)尽管避免在成型过程中玻璃纤维过度磨损,如果采用短纤维型料料只要采用低压,螺杆转速要低,约30-60转/分;(3)为了增加流动性及得到良好制件表面,成型时采用的找注应略高于成型纯树脂的模温. 在未添加玻璃纤维前,PP为175-230qc,HDPE为215～230%,PS为200-235qc,PC为260～315qc添加了纤维后,找注应相应提高到240- 260%,甚至为280%,其中PC竟高达345qc; (4)接缝强度受玻璃纤维含量的影响较大,含量越少,强度越高,料温越高,强度越高. FRTP的各向异性通过合理调整模具和制品的设计以及调节成型工艺等方法获取适当的改善.实际成型FrI)时,可参照成型纯本体树脂的工艺条件,针对成型操作中存在的问题,确定注射压力,背压,注射速度,料温和模温等.3-4成型过程中机械的磨损对于螺杆式注射成型机(或螺杆挤出机),玻璃纤维对螺杆的磨损大部分发生在加料段和计量段,加料段的磨损主要由于塑料粒料未完全塑化而引起,计量段磨损主要是由于成型条件下, 玻璃纤维表面有机硅处理剂分解而引起的腐蚀塑料加工作用所致,因此在成型时,应选择适当的成型条件,使有机硅处理剂既能与树脂充分反应,又不造成有机硅处理剂分解,尽量减少机械设备的损耗.4玻璃纤维增强塑料的应用目前,FR11P的应用已十分广泛,据国外资料报导,FR11P3O%用于汽车工业,2O%用于电气机械,成型的制件大到数十台可小到几克.如玻璃纤维增强尼龙,聚甲醛由于其耐磨性好,主要用于电机零件,汽车及建筑机械的轴套等,玻璃纤维增强聚碳酸酯由于强度高,主要用于电动工具外壳,电气零件;增强涤纶由于耐热性和耐溶剂性优良,主要用于机电工业,电讯器材,电子工业及火灾警报器等;增强AS可用于汽车,电机零部件.随着FRTP的品种和产量不断增加,产品质量不断提高,其应用范围将不断扩大.5几点建议(1)应加强玻璃纤维增强热塑性塑料的基础研究工作.如玻璃纤维的品,长度的控制,纤维表面处理剂的合成以及表面处理剂与树脂和纤维的粒结机理等,只有从基础研究上有所突破,FRTP的推广应用才会有新的水平,有关高校,研究机构和企业应积极推动这一工业.(2)应加强制品应用的研究,FRTP具有许多传统材料无法比氦的优良性能,目前国内对FRT宾应用尚未产生足够重视,对其制品成型方法的研究不多,如目前国外新开发的滚粒成型(Roll—Trusion)等尚未深入研究,一旦开发即能生产出一流全新的产品.FRTP作为新颖的复合材料,有着极为广阔的发展前景.近年来,国外FR11P制品的增长势头迅猛,加强FRTP制品应用的研究具有重要的经济意义.国内塑料薄膜市场年均增速9%以上塑料薄膜是塑料制品中产量最大的类别,品种繁多,在农业,工业和建筑等领域具有广泛的用途.我国塑料薄膜的产量约占塑料制品总产量的20%,是塑料制品中产量增长较快的类别之一.我国塑料薄膜的消费约2/3用作包装材料,农用塑料薄膜约占30%,其余用作电工材料,感光材料和电子信息材料等.我国是农业大国,也是农用塑料薄膜生产和使用量多的国家.农用塑料薄膜主要是棚膜和地膜,另外还包括遮阳网,防虫网,饲草用膜以及农用无纺布等.20世纪80年代以来,我国开始使用棚膜,地膜,遮阳网,防虫网等现代农用覆盖材料.塑料棚膜广泛用作日光温室,塑料大棚及各种塑料小拱棚的覆盖材料,目前棚膜覆盖面积约160多万公顷,各种用棚膜年使用量约150万吨.目前使用的薄膜为普通聚氯乙烯薄膜,聚氯乙烯无滴膜,普通聚乙薄膜,聚乙烯无滴膜,聚乙烯多功能复合膜以及EVA多功能复合膜等.自1994年以来,我国地膜覆盖面积平均每年增长1000万亩左右,地膜的实际消费量居世界首位.随着农业科学技术的迅速发展,企业对地膜的需求量将会继续增长.据悉,塑料薄膜的需求量每年将以9%以上的速度增长,其市场前景十分广阔.食品包装是我国聚丙烯薄膜最大应用市场美国TownsendPolymerServices&Information公司最近发布了其关于中国市场份额系列报告中的首份报告——"中国挤出塑料薄膜市场".该报告对成长中的中国塑料薄膜市场进行了深入分析,并提供了按供应商,地区和终端应用市场分类的详尽信息.该报告称,中国今年将要加工118.4万吨聚丙烯薄膜,其中56%的原料由国内树脂生产商提供.中国两大聚丙烯薄膜生产中心是苏沪浙地区和广东省,分别占全国总生产能力的33%和32%.食品包装是聚丙烯薄膜最大的终端应用市场,约占42%.其中,包装袋,塑料编织袋和干货食品包装材料占食品包装的60%以上.非食品包装中,香烟包装,编织袋和防护膜是最大的细分市场,合计占55%.一2】一。
玻璃纤维增强塑料的应用范围
玻璃纤维增强塑料的应用范围玻璃纤维增强塑料（Glass Fiber Reinforced Plastic，GFRP）是一种以玻璃纤维为增强材料，以热固性或热塑性塑料为基体的复合材料。
它具有重量轻、强度高、耐腐蚀、电绝缘性好、安装方便等诸多优点，因此在各个领域都有广泛的应用。
一、建筑领域1.1 建筑外墙面板GFRP建筑外墙面板具有轻质、抗震、耐腐蚀、隔热、防火、防水等优点，在建筑工地上安装简便，可提高建筑施工效率。
1.2 地下管道地下管道容易受到潮湿、腐蚀等因素的影响，使用GFRP管道不但能够避免这些问题，还能够减轻管道的重量，便于运输和安装。
1.3 钢结构加固GFRP可以用于钢结构加固中，减轻结构重量，增强结构强度和刚度，同时具有防腐、耐酸碱等性能。
二、交通运输领域2.1 汽车部件汽车是GFRP的主要应用领域之一，GFRP可以用于汽车制品和汽车零部件中，如车身件、内饰件、发动机罩、车门、车顶、车底板等。
2.2 船舶部件船舶具有重量大、耐久性要求高、耐腐蚀、防水、隔热等特点，使用GFRP船体可以减轻重量，提高速度，同时增加使用寿命和可靠性。
三、体育器材领域3.1 高尔夫杆GFRP高尔夫杆由于重量轻、强度高、耐腐蚀等优点，在高尔夫球爱好者中得到广泛使用。
3.2 滑雪板GFRP可以制作轻型、高强度的滑雪板，不但易于操控，还可以减轻滑雪板的重量。
3.3 竞技体育器具GFRP还常常用于制作各种标枪、铁饼、链球等竞技体育器具里面的纤维增强塑料材料。
四、电子电器领域4.1 手机壳手机壳的生产制造过程可以用GFRP替代钢质或者铝质材料，其中GFRP具有重量轻的特点，同时可以隔绝静电。
4.2 电缆保护管GFRP电缆保护管性价比高，重量轻便，同时可以防水，防它的电磁波，提高线路运行可靠性。
4.3 塑料玻璃纤维化合物机器人GFRP材料可以制造出强而有力的扭矩，增加机器人的功能性，更好的完成各项任务。
五、能源储存领域5.1 太阳能板GFRP太阳能板可以减少太阳能发电板的重量，同时提高电池板的拆卸和安装便利性，具有良好的防腐、防水等特性。
长玻纤增强热塑性塑料注射成型技术
的力学 性能 高 ， 特别是 冲 击 强度 提 高 显 著 ；２ 制 品 （） 刚度 与质 量 比高 ， 形 小 ， 别 有 利 于 Ｌ Ｔ在 汽 车 变 特 Ｆ
中的应 用 ；３ 制 品韧 性 提 高 ； ４ 制 品 抗 蠕 变 性 能 （） （） 好 ， 寸稳定 ； ５ 材料 耐疲 劳性 能优 良 ； ６ 材 料 加 尺 （） （）
于 Ｌ Ｔ材 料 优 良 的 防腐 性 能 而 广 泛 用 于化 工 防腐 Ｆ
玻纤 增 强 的复合材 料 ， 这种 材 料 主要 应 用 在 比短 切 玻纤 增 强材料 要 求更 高 的场 合 ， 汽 车 零 配 件 中 的 在
应用 尤 为突 出 。２ ０世 纪 ８ ０年 代 中期 ， 欧 国家 生 西
产轿车采用的纤维增强塑料 为 ４ ５ ｇ辆 ，９７ ０～ ０ｋ／ １８ 年美 国轿 车平 均 耗 用 纤维 增 强 塑 料 约 ３ ． ｇ 辆 ， ６ ３ ｋ／
１９ ９ ０年 为 ４ ． ｇ 辆 ，９ ２年 为 ５ ． ｇ 辆 ， 中 ０ ６ ｋ／ １ ９ ６ ８Ｋ／ 其
玻纤 增强热 塑 性塑料 占有 相 当大 的 比例 ¨ Ｊ 。长玻
维普资讯
３ ８
工程塑料应用
２０ ０ ７年 ， ３ 第 ５卷 ， ９期 第
长玻 纤增 强 热 塑 性 塑 料 注 射 成型 技 术 术
晋 刚 殷 小春 何 光 建 梁 勇
５ ０４ ） １６ １ （ 华南理工大学聚合物新型成型装备 国家工程研究 中心 ， 广州
的应用 前景 Ｊ 。
期 主要 采用 电缆 包覆 法 、 末 浸渍 法 等 制得 Ｌ Ｔ料 粉 Ｆ 粒 。近 年来 国际 上普 遍 采 用 一 种 新 的 工 艺 ， 即使 玻纤 无捻 粗纱 通 过 特 殊模 头 ， 同时 向模 头 供 人 热 塑 性 塑料 ， 在模 头 中无捻 粗 纱被 强制 散开 ， 到塑料 熔 受
热塑性复合材料的加工技术现状、应用及发展趋势
热塑性复合材料的加工技术现状、应用及发展趋势摘要：热塑性复合材料（FRT）具有密度低、强度高、加工快、可回收等突出特点，属于高性能、低成本、绿色环保的新型复合材料，已部分替代价格昂贵的工程塑料、热固性复合材料(FRP)以及轻质金属材料（铝镁合金），在飞机、汽车、火车、医疗、体育等方面有广阔应用前景。
本文概述了热塑性复合材料(FRT)的种类、结构和性能特点，并详细介绍了国内外最新加工技术、应用及发展趋势，以及未来面临的障碍和挑战。
复合材料(Composite Material)分为两种主要类型：热固性（聚合物树脂基）复合材料（FRP)和热塑性（聚合物树脂基）复合材料(FRT)，其中，FRT(如GFRT和CFRT, Fiber Weight%:40-85wｔ%)具有密度低（1.1-1.6g/cm3）、强度高、抗冲击好、抗疲劳好、可回收、加工成型快、造价低等突出特点，属于高性能、低成本、绿色环保的新型复合材料。
通过选择原材料(纤维和树脂基体)的种类、配比、加工成型方法、纤维(GF,CF)含量和纤维(单丝和编织物)铺层方式进行多组份、多相态、多尺度的宏观与（亚）微观的复合过程（含物理过程和化学过程）可以制备FRT，并根据要求进行复合材料结构与性能的设计和制造，达到不同物理、化学、机械力学和特殊的功能，最终使各种制品具有设计自由度大、尺寸稳定、翘曲度低、抗疲劳、耐蠕变等显著优点，部分替代价格昂贵的工程塑料、非环保F RP和轻质金属材料（如铝镁合金）。
目前，FRT广泛应用在电子、电器、飞机、汽车、火车、能源、船舶、医疗器械、体育运动器材、建筑、军工等工业产品，近年，更随着全球各国对节能减排、环保、可再生循环使用等要求的不断提高，FRT获得更快速发展，相关新材料、新技术、新设备不断涌现。
基本种类根据制品中的最大纤维保留尺寸大小，FRP(GFRT和CFRT)可分为：(1)非连续纤维增强热塑性复合材料(N-CFT)，包括短切纤维增强工程塑料(SFT，最大纤维保留尺寸0.2-0.6mm)；(2)长纤维增强热塑性复合材料(LFT-G，LFT-D，最大纤维保留尺寸5-20mm)；(3)连续纤维增强热塑性复合材料(Continuous Fiber Reinforced Thermoplastics, CFT，最大纤维保留尺寸>20mm;包括：玻纤毡增强型热塑性复合材料GMT)。
玻纤增强PA66的研究及其应用实例
玻纤增强PA66的研究及其应用实例摘要:介绍了玻纤增强PA66的性能,池窑法生产工艺以及偶联剂的应用。
通过实例介绍了玻纤增强PA66在高铁的实际应用。
关键词:玻璃纤维PA66 池窑法偶联剂1 引言塑料可分为热塑性塑料和热固性塑料。
热塑性塑料是线性结构,加热则可塑,冷却则硬,可反复多次成型;热固性塑料由线性交联成体型结构,只能一次成型。
短纤维热塑性增强塑料是分散在指热塑性塑料和热固性塑料体中的增强纤维长度不超过10～15mm,同时成型复合材料时也以此增强纤维长度作为自动化批量生产还是非自动化及半自动化如手糊、喷射等加工方法的分界点。
PA66是塑料的一种。
1.1 PA66PA66又称尼龙66,或聚己二酸己二胺。
其分子式:[-NH(CH2)6－NHCO(CH2)4CO]n－。
外观为乳白色或微黄色透明到不透明角质状结晶性聚合物,具有可塑性。
密度1．15g/cm3。
熔点252℃。
脆化温度-30℃。
热分解温度大于350℃。
连续耐热80～120℃,平衡吸水率2．5%。
能耐酸、碱、大多数无机盐水溶液、卤代烷、烃类、酯类、酮类等腐蚀,但易溶于苯酚、甲酸等极性溶剂。
具有优良的耐磨性、自润滑性,机械强度较高。
但吸水性较大,因而尺寸稳定性较差。
PA66可通过添加增强剂、增韧剂、润滑剂、热稳定剂、加工助剂、着色剂来改进和提高性能,以制取阻燃、尺寸稳定、增强、加工性能等不同性能的产品。
1.2 玻璃纤维PA66主要的增强剂为玻璃纤维、玻璃微珠、碳纤维和石墨纤维、二氧化硅和硅酸盐等。
其中最常用的是玻璃纤维,它与PA66的亲和性好,且添加量大时仍能保持在良好的加工黏度范围内,增强效果也较显著。
玻璃纤维是经融融状态的玻璃拉丝而成的。
其直径越小,拉伸强度越大,比如玻璃纤维直径为4μm和10μm时,其对应的拉伸强度分别为3500MPa和1100MPa.玻璃纤维的生产方法主要有定长纤维拉丝法和连续纤维拉丝法。
与热塑性玻璃纤维增强塑料有密切关系的是连续纤维拉丝法,该法简要流程如下:1)将符合成分要求的石英砂、长石、石灰石、硼酸、碳酸镁、氧化铝等原材料粉碎,混合均匀加入池窑中。
(整理)热塑性树脂基复合材料拉挤成型研究及应用进展
热塑性树脂基复合材料拉挤成型研究及应用进展自上世纪8 0 年代中期始，人们对采用拉挤工艺制造连续纤维增强热塑性塑料复合材料（FRTP）产生了极大兴趣。
这是因为采用热塑性复合材料可避免热固性复合材料固有的环境友好性差、加工周期长和难以回收等不足，并且可具有更好的综合性能，如：较强的柔韧性和抗冲击性能、良好的抗破坏能力、损伤容限高、可补塑、可焊接、生物相容性好、可回收、成型时无需固化反应、成型速度快及可以重复利用等特点[1]。
尽管热塑性塑料拉挤成型具有上述优点，但迄今仍未获得普遍的商业应用。
原因在于这种工艺受到以下缺点的制约：如熔体黏度高、成型温度高、基体在室温下呈固态，需要精确控制冷却和熔体冷却时收缩率大，产品质量波动大等。
为了使热塑性材料的拉挤成型应用获得更广泛的应用，重要的任务是开发最合适的加工工艺、降低成本和提高质量。
由于拉挤工艺本身是一种能够经济的连续生产复合材料的典型制造工艺，并且可以实现自动化连续生产及制品的用途广泛，所以该工艺在工业发达国家已受到普遍重视，发展速度很快。
如美国专利（专利号：US5091036）以及Dr.Scott Taylor 对热塑性复合材料的研究成果的发表[ 2 ] ，给热塑性复合材料拉挤成型的工业应用带来突破性的推进。
概括而言，从热固性基体拉挤成型转变到热塑性基体拉挤成型所遇到的关键问题主要包括：基体在室温下呈固态、在熔融温度下流动性差（黏度高）和熔体冷却时收缩率大等特点，目前，实施热塑性树脂基复合材料的拉挤成型典型研究成果及其进展可概括如下。
1 生产工艺方面由于热塑性树脂融体的黏度大，浸渍困难，因而改进研究工作的关键点集中在浸渍技术方面，而不同拉挤工艺的根本区别也就在浸渍方法和浸渍工艺的差异上。
通常，根据浸渍技术可把热塑性复合材料拉挤工艺分为非反应型拉挤工艺和反应拉挤工艺两大类。
从目前应用情况来看，非反应型工艺占主体，应用较为广泛，相对来讲也比较成熟[ 3 ] 。
长玻璃纤维增强热塑性塑料的开发应用
工程塑料应用
２０ ０ ７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 ２ １０ ） ７００
摘要
通过对玻璃纤 维（ Ｆ 增强聚丙烯（ Ｐ 改性 、 Ｇ Ｇ） Ｐ） 长 Ｆ的表面浸润与分散性的研究 ， 开发 出与 Ｐ Ｐ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 Ｌ ｒ加 并
品 ． 力学性 能明显优 于短 Ｇ 其 Ｆ增强 Ｐ 。最后介 绍了长 Ｇ Ｐ Ｆ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 ０ ４％ 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 Ｒ Ｐ公 司 、 国 Ｇ 。 美 Ｔ 美 Ｅ公 司 、 国 ＴＣ Ａ 德 ＩＮ 公司 、 日本 Ｄ ＩＥ ＡＣ Ｌ公 司 等世 界 著 名 的大 公 司都 能 够工 业化 大 批 量 生 产 。美 国 Ｌ Ｐ工 程 塑 料 公 司推 Ｎ
出长纤维增强 Ｐ ６ Ａ ６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 ４ ４￣ 出长 纤维 增强 Ｐ Ｔ粒 料 ， Ｂ 密度 Ｉ ４～２ Ｉｇ ｃ 为 ． ． ／ ｍ ， 钢材的 １５～１４ 其 拉 伸 、 曲强 度为 ４ ０～ ０ ／ ／， 弯 ０ ６０ Ｍ ａ 已超过碳素结构钢 。 Ｐ，
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了通 过 复合 口模 实 现 熔 体 涂 覆 玻 纤 的 方 法 ，Ｄ ｖｓ ａｉ 和 Ｍ ｌ ｒ 发 明 了粉 末 浸 渍 玻 纤 技 术 ，ｓ ｉｅ ｌ Ｌ 利 用 拉 ４ Ｊ
挤工 艺 生 产 出 连 续 玻 纤 增 强 热 塑 性 塑 料 棒 材 ，英 国 Ｗｉ ｎ ｅｐ ｇ ｓ ａｅ公 司 和 法 国 Ａｊｍ ｒ 公 司 发 明 了 湿 法 生 ｉ Ｔ ｒ ａｉ ｏ
短 切 玻璃 纤 维 （ ６～２ ｍ） 长 ５ｍ 、树脂 粉末 和乳 化 剂 分
散 在 水 中 ，制 成悬 浮液 ；然后 加 入 絮凝 剂 ，使 它们 凝
１ １４ 粉 末 浸渍 技 术 ．．
聚在 液 压成 型机 的 滤 网 上 ，进 行 热 压 ，使 树 脂 熔 化 ， 凝 聚 物成 片 。Ｗｉ ｉｓｅｐ 公 司ｕ ｇ ｎＴａ ｅ ｇ Ｊ 则采 用 泡 沫体 取
后 使分 散 的纤 维 通 过容 器 ，粉 末 树 脂便 附着在 玻 璃纤
入空 气 ，形 成 泡 沫 体 ；然 后使 泡 沫 体摊 铺 在 多孔 传送
带 上 ，形成 湿 毡 ，再 经 烘 干 ，热 压成 片 材 。
维 表 面 ；再将 这 些玻 纤 通 过加 热 室 ，使 纤 维 表面 的粉
作 者 简 介 ：吴 智 华 ，女 ， １５ 年 生 ，副 教 授 ，主 要 从 事 功 能 塑 料 、塑 料 合 金 方 面 的 改 性 工 作 。 ｓ ｄｄ＠ １３ ｎｔ ９８ ｒ ｔｔ ６ ．ｅ ￣ｚ
塑
料
工
业
２ｏ ０ ３年
然后 将 这 种 夹 层 结 构 置 于 一 定 的 熔 体 温 度 下 进 行 热
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第 ３ 卷 第 ６期 １
２０ ０ ３年 ６月
塑 料 工业
Ｃｍ ＮＡ ＰＬＡＳⅡ ＣＳ Ｉ ＮＤＵ Ｉ Ｓ ＲＹ ．
圆
困
圆
圈
圃
圆
圆
图 ３ 粉 末 浸 渍 工 艺 流 程 示 意 图
ｉ ｃ ｍ ｉ ｒ ｗｉ ｇ ｏ ｒ ｏ ｅ ｍｐ ｅ ｎ ｔ ｎ ｐ ｏ ｅ ｓ Ｆｇ ３ Ｓ ｈｅ ｔｃｄ ａ ｎ ｆｄ ｙ ｐ ｗｄ ｒｉ ｒ ｇ ａ ｏ ｒ ｃ ｓ ａ ｉ
璃 纤 维 较 为常 用 。Ｃ Ｒ Ｐ较 之 连续 纤 维增 强 热 固性 塑 ＦＴ 料具 有 以下几 方 面 突 出的 优点 的ｕ ：（ ）预 浸 料 可 长 １ Ｊ
１ 生 产 技 术
连 续 玻纤 增 强热 塑 性 塑料 复合 材 料 制 品 的生产 过 程 包括 玻 纤 表 面 处 理 、热 塑 性 塑 料 预 浸 纤 维 及 其 织
１１ 预浸 料技 术 ．
１１ １ 溶液 浸 渍技 术 ．． 溶 液 浸 渍 制 备 技
术 【］ 用 树 脂 溶 液 浸 润 纤 维 ， ｌ是 ０ 然 后加 热 除 去溶 剂 。这 种 制备 技 术工 艺 简便 ，设备 简 单 ，但存 在 如下 问题 ：溶 剂 必须 完 全除 去 ，否则制 品 耐 溶 剂性 差 ；去 除溶 剂过 程 中发 生物 理 分 层 ，溶 剂沿
Ｐ Ｐ
Ｃ ＦＴ Ｇ Ｒ Ｐ的研 制 工作 ，杨 卫 疆 Ｌ 研 究 了 聚丙 烯 树 脂 熔 ７ Ｊ
融浸 渍 连 续 玻纤 毡 的工 艺 与 性 能 的关 系 ，提 出 了有 效 浸 渍 的工 艺 路线 。王 荣 国等 Ｌ 研究 了连续 玻 纤 增 强 聚 ８ Ｊ 醚砜 和聚 醚 酮 的力 学性 能 。翁永 华 等 研 究 了玻 纤 表 ９
图 １ 熔 融 涂 覆 工 艺 流 程 示 意 图
Ｆｇ １ ｃ ｅ ｔ ｒｗｉ ｆｍｅｔｉ ｒ ｇ ａｉｎ ｐ ｏ ｅ ｓ ｉ Ｓ ｈ ｍａｉ ｄ ａ ｎｇ ｏ ｌ ｍｐ ｅ ｎ ｔ ｒ ｃ ｓ ｃ ｏ
Ｈ ｗｅ［ 采用 挤 出 方法 ，让 熔 体 和 玻 纤 束 同 时 通 ａｌ ２ ｙ１
连续 纤 维增 强 热 塑性 塑料 （ ｏｔ ｕｕ ｉ ｒ ｅ — Ｃ ｎｉ ｏｓＦｂ ｉ ｎ ｅＲ ｎ
重要 的现 实意 义 。
ｆ ｃｄＴ ｅ ｏ ｌ ｔ ｌ ｔ ｓ ｏ ｅ ｈｒ ｐ ｓｃＰａ ｉ ，简 称 ｃ 【 ） 是 ２ ｒ ｍ ａｉ ｓ ｃ Ｆ ＇ Ｐ ０世 纪 ７ ０年 代初 开 发 的 一 种 聚 合 物 基 复 合 材 料 。 连 续 纤 维 可采 用 玻璃 纤 维 、碳 纤 维 、芳 纶 纤维 等 ，其 中又 以玻
Ｐ Ｐ囊 或 熔 体
Ａ ｌｒ ｈｓ ｏ ｔ ｎ等公 司 都 已实 现 了 Ｇ Ｔ汽 车 零 部 件 的工 业 化 Ｍ 生产 Ｊ Ｇ Ｒ Ｐ在 航 天 、航 空 、汽 车 、化 工 、 电子 。Ｃ Ｆ Ｔ ／ 电器 等 领域 均 得 到应 用 ；近 １ ０年来 ，每 年 均 以 ２ ％ ５ 的速度 增 长 ，发 展 速 度 比热 固性 复 合 材 料 高 数 倍 ６。 我国从 ２ ０世 纪 ８ 年 代 中 后 期 开 始 ， 也 开 展 了 ０
树 脂 粉粒 进 入 其 中 （ 见 图 ４ ；加 热 熔 融 树 脂 粉 粒 ， 参 ） 并 加 压 使熔 体沿 纤维 平 行 方 向流 动 以实 现浸 渍 。
脂 颗 粒 增 强纤 维
强纤 维
树 腊 纤 维
图 ４ 粉 末 浸 渍 模 型
ｉ Ｓ ｒｃｕ ｅ ｏ ｉｔｍ ｅ ｍｉ ｌｎ ｅ ｈ ｉ ｅ ： Ｆ ｇ４ ｔｕ ｔｒ ｎ ｉ ｔ ｎｇｉｇ ｔｃ ｎｑｕ ｓ ｆ ａ ｏ ｐ ｗｄ ｒｉ ｒ ｇ ａｔｄ ｏ ｅ ｍｐ ｅ ｎ ｅ ｔｗｓ
代 水 ，通 过 在 悬 浮 液 中加 入适 当 的表 面 活性 剂 ，并 通
１９ ９７年 ， Ｄ ｖ ａｉ ｓ等 Ｊ 明 了 粉 末 浸 渍 制 备 技 术 发
（ 图 ３所示 ） 如 。该 技 术是 在 流化 床 中进 行 ，首 先将 粉
末 树脂 放 人 流化 床 ，通 入 空气 使 粉 末树 脂 流态 化 ；然
塑 性复 合 材 料 ，由法 国 Ａｊｍ ｒ造 纸 公 司 和英 国 Ｗｉ． ｒ ａｉ ｏ ｇ
ｇ ｓｅｐ 公 司 分别 发 明 。其 工艺 （ 图 ２所 示 ）是 将 ｉ Ｔａ ｅ ｎ 如
图 ２ 悬 浮 浸 渍 处 理 短 玻 璃 纤 维 工 艺 过 程 示 意 图
Ｆｇ ２ Ｓ ｈ ｍａ ｉ ：ｗｉｇ ｏ ｕ ｐ ｎ ｉｎ ｉ ｒｇ ａ ｏ ｐｏ ｅ ｓ ｉ ｃ ｅ ｔｃ ａ ｎ ｆｓ ｓ ｅ ｓｏ ｍｐｅ ｎ ｔ ｎ ｒｃ ｓ ｉ ｆｒ ｓ ｏｔｇａ ｓｆｂ ｅ ｏ ｈ ｒ ｌｓ ｒ ｉ
的流 化床 ，在 床 内用 滚 筒 或 滚 针 打 开 纤 维 间 的 缝 隙 ，
共织 技 术是 将 纺 成细 丝 的 热塑 性 树脂 与 增 强纤 维
制 成 混 合纱 ，其共 织 模 型如 图 ５所 示 。 这一 技术 始 见 于美 国 Ｎ Ｓ Ａ Ａ公 司 制 备 碳 纤 维 与 Ｐ Ｔ Ｐ Ｔ和 液 晶 聚 Ｂ、 Ｅ 合物 （ Ｃ ） 的混 杂 纤 维 束 。共 织 技 术 的最 大 优 点 是 ＬＰ 具有 良好 的加 工 性 能 ，混 合 纱 可 以 织 成 各 种 复 杂 形 状 ，包括 三 维 结 构 的 复 合 材 料 制 品 ，也 可 以直 接 缠 绕 ，制 得 性能 优 良的复 合 材料 制 品 Ｌ － ｌ。 ｓ
过 一个 复 合 口模 进 行 涂 覆 。美 国 Ｐ Ｇ公 司Ｌ 便 采 用 Ｐ ６ 】
面处 理对 连 续 玻 纤 增 强 混 纱 纤 Ｐ Ｔ复 合 材 料 单 向板 Ｅ
断裂 韧 性 的 影 响 。随 着 我 国 汽 车 、电子 ／ 电器 工 业 的 快 速 发展 ，对 Ｃ Ｆ Ｔ Ｇ Ｒ Ｐ尤 其 是通 用 型 Ｃ Ｒ Ｐ的需 求会 ＦＴ 越 来越 大 。 因此 加 快 Ｃ Ｆ Ｔ Ｇ Ｒ Ｐ的 研 制及 推 广 应 用 具 有
增强热 塑性塑料发 展前景 。
关 键 词 ：连 续 玻 璃 纤 维 ；热 塑 性 塑 料 ；增 强 ；成 型 ；复 合 材 料
中 豳 分 类 号 ： Ｔ ３７ １ Ｑ ２ 。 １ 文 献 标 识 码 ：Ａ 文 章 编 号 ： １０ ５ ７ （０３ ０ ０ ０ — ４ ０５— ７０ ２０ ）６— ０ １ ０
末树 脂 熔 融 ，当纤 维通 过 一 定 口模 时 ，纤 维 表 面 的多 余 的 树脂 被 刮 到熔 体 池 中 ；最 后冷 却 切 断造 粒 。 １９ 年 ，Ｍｉｅ［ ］ 报 道 了 另 一 种 粉 末 浸 渍 工 ９８ ｌ ｒ６ 等 ｌ １ 艺 。他们 将 玻 璃纤 维 束 连续 牵 引通 过 装 有粉 末 状树 脂
压 ，冷 却 定 型 为涂 覆 片材 。 目前 这 一技 术 已成 功 地 用 于生 产 连 续 玻 纤 毡 增 强 Ｐ 、Ｐ Ｔ Ｅ Ｐ Ｂ 、Ｐ Ｔ及 Ｐ Ｃ等 热 塑 性 复合 材 料 中Ｌ ? ｌｌ 。 ｌ２ Ｊ １ １３ 悬 浮浸 渍 技术 ．． 悬 浮 浸 渍 技术 主 要用 来 制备 低 密 度玻 璃 纤维 毡 热
熔 体
涂 覆技 术 生产 连 续玻 璃 纤 维毡 增强 Ｐ Ｐ复 合材 料 。
其 工 艺 （ 图 １所示 ）是 将两 层 玻纤 原 丝 针刺 毡 夹在 如 三层 Ｐ Ｐ层 之 间 ，其 中 间层 是挤 出机供 给 Ｐ Ｐ熔 体 ，上 下两 层 树脂 既 可 用挤 出 机挤 出 ，也 可直 接 用 Ｐ Ｐ薄膜 ，
物 、成 型 复合 材 料制 品 。玻 纤 表 面处 理 一般 在 生产 玻 纤 时进 行 ，处 理 剂根 据 热 塑性 塑 料 品种 选 择 。常用 处
期 保 存 ；（ ）综合 性 能优 良，特别 是 在 高ห้องสมุดไป่ตู้ 、高 湿 度 ２