玻纤增强PP的特性
玻纤增强PP的特性
玻纤增强PP的特性PP加玻纤，通常，PP材料的拉伸强度在20M~30MPa之间，弯曲强度在25M~50MPa之间，弯曲模量在800M~1500MPa之间。
如果要想把PP用在工程结构件上，就必须使用玻璃纤维进行增强。
PP加玻纤，通过玻璃纤维增强的PP产品的机械性能能够得到成倍甚至数倍的提高。
具体来说，拉伸强度达到了65MPa~90MPa，弯曲强度达到了70MPa~120MPa，弯曲模量达到了3000MPa~4500MPa，这样的机械强度完全可以与ABS及增强ABS产品相媲美，并且更耐热。
PP加玻纤，一般ABS和增强ABS的耐热温度在80℃~98℃之间，而玻璃纤维增强的PP材料的耐热温度可以达到135℃~145℃。
增强改性PP所用的玻璃纤维，要求长度为0．4～0．6ram，若长度小于0．04mm，玻璃纤维只起填充作用而无增强效果，发达国家都在开发长丝增强注射材料。
玻璃纤维含量在40％(质量分数)含量内，玻璃纤维含量越高，PPR弹性模量、抗张、抗弯强度也越高。
但一般不能超过40％，否则流动量下降，失去补强作用，一般在10％～30％。
PP填充改性，在PP中加入一定量的无机矿物，如滑石粉、碳酸钙、二氧化钛、云母等，可提高刚性，改善耐热性与光泽性；填加碳纤维、硼纤维、玻璃纤维等可提高抗张强度；填加阻燃剂可提高阻燃性能；填加抗静电剂、着色剂、分散剂等可分别提高抗静电性、着色性及流动性等；填加成核剂，可加快结晶速度，提高结晶温度，形成更多更小的球晶体，从而提高透明性和冲击强度。
因此，填充剂对提高塑料制品的性能、改善塑料的成型加工性、降低成本有显著的效果。
玻纤增强PP的应用PP作为四大通用塑料材料之一，具有优良的综合性能、良好的化学稳定性、较好的成型加工性能和相对低廉的价格；但是它也存在着强度、模量、硬度低，耐低温冲击强度差，成型收缩大，易老化等缺点。
因此，必须对其进行改性，以使其能够适应产品的需求。
对PP材料的改性一般是通过添加矿物质增强增韧、耐候改性、玻璃纤维增强、阻燃改性和超韧改性等几个途径，每一种改性PP在家用电器领域都有着大量应用。
玻璃纤维增强聚丙烯复合材料的力学性能
玻璃纤维增强聚丙烯复合材料的力学性能摘要：本文论述了玻璃纤维增强聚丙烯复合材料的力学性能，主要包括材料的拉伸强度、拉伸模量、弯曲强度、弯曲模量和缺口冲击强度。
并分析了复合材料力学性能与玻璃纤维含量之间的关系，最后将复合材料与ABS的力学性能进行比较，发现玻璃纤维增强的聚丙烯复合材料可以替代ABS应用于一些受力领域。
关键词：玻璃纤维；聚丙烯；力学性能；ABS1.引言聚丙烯是一种综合性能十分优异的热塑性通用塑料，其具有易加工、密度小、生产成本低等特点，所以聚丙烯在家用电器、日常用品包装材料、汽车工业等行业有着广泛的应用，成为近些年来增长速度最快的塑料之一。
然而聚丙烯也有一些缺点，比如：抗蠕变性差、熔点较低、尺寸稳定性不好、热变形温度低、低温脆性等，制约了其作为工程受力材料的应用。
聚丙烯的一般性能如表1所示[1]。
如果想提高聚丙烯的耐热性和冲击强度，拓宽其应用范围，就应对聚丙烯进行改性[2, 3]。
表1 聚丙烯的一般性能[1]Tab. 1 The properties of polypropylene性能数据拉伸强度/Mpa 29断裂伸长率/% 200~700弯曲强度/Mpa 50~58.8压缩强度/Mpa 45缺口冲击强度/（KJ/m2）5~10洛氏硬度80~110弹性模量/Mpa 980~9800玻璃纤维增强聚丙烯复合材料(GFRPP)是以热塑性树脂聚丙烯为基体，以长玻璃纤维为增强骨架的材料[4]，其性能与ABS 接近，但价格低于ABS 塑料。
目前，国内外已对GF 增强PP 做了大量研究［5, 6］。
玻璃纤维增强聚丙稀己广泛应用于汽车零部件、家电行业、飞机制造业等。
2.玻璃纤维增强聚丙烯复合材料的力学性能材料的拉伸性能主要包括拉伸强度和拉伸模量。
拉伸实验中，试样直至断裂时所承受的最大拉伸应力称为拉伸强度。
拉伸模量是指材料在拉伸时的弹性。
在PP/GF复合材料中，GF起着骨架结构增强作用，以承担应力和载荷。
玻璃纤维增强塑料分析
玻璃纤维增强塑料分析
一、介绍
玻璃纤维增强塑料（简称GF-PP）是一种由聚酯模塑玻璃纤维混合制
成的新型复合材料。
其特点是具有优异的力学性能和化学稳定性，在汽车、航空航天、电子信息、电子、机械和其他极端工况中能够提供良好的结构
安全性。
玻璃纤维增强pp具有高抗拉强度、高抗弯强度、抗冲击性能好
和耐磨损性等特点，因此，玻璃纤维增强塑料广泛应用于航空航天、汽车、电子信息、电子、机械等领域。
二、基本结构
GF-PP复合材料的主要组成成分是玻璃纤维和聚酯模塑料，即把一支
支玻璃纤维混合到塑料中，形成一种新型的复合材料。
玻璃纤维的适宜分
散混合，增加了塑料的强度和刚度，从而提高了塑料的机械性能。
玻璃纤
维混合物的形态有两种：一种是在塑料基体中交叉分布的短纤维，另一种
是在塑料基体中相对稳定分子层的长纤维，玻璃纤维和聚酯模塑料之间形
成的界面形成了复合材料的基本结构。
三、性能特点
GF-PP复合材料具有优异的力学性能和化学稳定性，通常可以提供良
好的结构安全性，能够承受极端工况的环境中，在这一点上比一般常规塑
料更有优势。
在汽车、航空航天、电子信息、电子、机械等行业中有广泛
的应用。
长纤增强PP应用与性能
一：长玻纤PP具有以下几个比较典型的优势：
1、纤维长度长（在制品中纤维长度可达3mm以上）分布均匀，可形成三维网络结构，综合力学性能强。
1）弯曲和拉伸强度均提高30-100%；
2）抗冲击性提高2-3倍（表现为冲击强度提高2-3倍）；
3）抗高温蠕变性优异，低温冲击强度高，适合使用于高低温交变频繁场合；
4）尺寸精准度高，纵横收缩率小且一致；
5）成型简单，可注塑或模压成型；
6）低翘曲，玻纤外露少，表面性能好
2、变形性小，有利于汽车零配件的设计与应用。
3、耐疲劳性能优良
4、流动性能小，模塑成型性能好
5、可循环回收重复使用，绿色环保
2、长玻璃纤维增强型复合材料的市场应用：
3、1，
大量用于汽车行业：前端支架，车门板集成模块，汽车仪表盘骨架，冷却风扇及柜架，车顶窗框架/压条、保险杠，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/托架，轿车坐骑骨架，换挡器底座，齿轮箱外壳，汽车踏板，刹车踏板支撑，发动机风扇罩，汽车导流管扇叶等部件，均可用长玻纤增强聚丙烯材料代替短玻纤增强尼龙或金属材料。
2,家电行业：用于洗衣机三角支架，冰箱底端承重支架，空调风扇等。
怎样改性玻纤增强PP材料
汽车水室材料早期采用玻纤增强PA66方案。
有关不同材料（PA66/聚邻苯二甲酰胺/聚苯醚等）影响耐冷却液后力学性能和尺寸的研究较多，对玻纤增强聚丙烯的研究主要集中在材料的常规力学和结晶行为。
玻纤增强聚丙烯材料具有质轻、低碳环保的优势，具有较高的研究价值。
虽然玻纤增强聚丙烯材料在常温下具有较好耐冷却液性能，但是对耐高温冷却液性能的影响研究较少。
本文主要研究玻纤增强聚丙烯材料耐高温冷却液后拉伸强度保持率的影响因素，初步考察了不同组分对玻纤增强聚丙烯材料耐高温冷却液老化性能的影响。
聚丙烯基体树脂对耐冷却液性能的影响冷却液由水、防冻剂和各种添加剂组成。
水的比热容较大并且热传导系数高，被水吸收的热量容易散发，因此水作为冷却液使用具有很多优点。
实验中使用日产专用冷却液LLC，冰点温度为-35℃。
玻纤增强聚丙烯材料的主要成分为聚丙烯树脂和短切玻纤。
其中基体树脂的性能是玻纤增强聚丙烯材料性能的主要影响因素之一，所以实验中选择不同流动速率和结晶度的聚丙烯树脂。
由表2可以看出：虽然配方1#和配方2#的聚丙烯树脂MFR 相同，但是由于基体树脂聚丙烯2是高结晶聚丙烯，所以配方2#的常温拉伸强度由104MPa 提高至114MPa ，弯曲强度和模量由147MPa 和6450MPa 提升到157MPa 和7060MPa 。
在材料耐冷却液性能保持率方面，树脂流动性对耐冷却液老化性能的影响不明显。
由图1可以看出：高结晶树脂（配方2#）的耐冷却液老化后性能保持率较高，保持率为84%。
配方3#相比于配方1#的老化后性能保持率较高。
不同接枝物含量对耐冷却液性能的影响玻纤增强聚丙烯材料中主要成分为聚丙烯树脂和短切玻纤，但玻纤和聚丙烯树脂间之间的界面必须使用马来酸酐接枝物作为相容剂提升材料的力学性能，所以接枝物也是性能影响的主要因素之一。
开展了不同接枝物含量对材料初始力学性能和冷却液老化后性能保持率实验，具体实验配方见表3。
表4是不同含量接枝聚丙烯下材料的力学性能的测试数据，图2是不同接枝物含量下材料的老化性能保持率。
发动机周边--长玻纤增强PP
改性PP在汽车发动机结构支架上的应用一、汽车用PP的发展PP是汽车用塑料的主要品种, 目前国内外汽车用PP的使用量在稳步增长。
日本汽车用塑料以PP为主, 20世纪90年代初, 日本平均每辆汽车用PP为2 kg, 到90 年代末已增加到37 kg, PP在汽车用塑料中的比例由过去的28.8%上升到37%,占世界首位。
PP也是美国汽车用塑料中消费量最大(约占20%)的品种。
美国目前每辆汽车用PP为24kg,并以15%的速度增长。
欧洲汽车用主要塑料的构成与日本相似,即PP占首位, 其用量占汽车用塑料总量的28.1%,并以10%的速度增长。
2005年,全世界汽车用PP的消费量达到280万t。
汽车用PP一般都是改性品级。
目前的改性途径主要是通过加入增韧剂和填充剂来提高PP的性能。
通过调整PP基体、增韧剂、填充剂三者的配比可制造出一系列不同性能的材料, 满足汽车不同部件的功能要求。
改性PP可用于汽车保险杠、仪表板、发动机冷却风扇等。
二、设计目标实现材料的高强度、高耐热性，改善尺寸稳定性对填料要求：要求填料有较高的取向程度，且取向后的填料均匀分布于基材中，形成双连续的纤维相结构。
三、改性料配方及设计1、材料选用长玻纤增强聚丙烯（LGFPP）2、选材依据纤维状材料加入到塑料中，可以显著提高塑料材料的强度；大径厚比的材料可以显著提高塑料材料的弯曲模量（刚性）。
玻璃纤维是主要的增强材料，可以显著提高PP塑料的拉伸强度。
玻纤含量一般不超过40%，一般认为在纤维长度大于0.2mm时有改性效果，其玻纤的直径在十几个微米时效果较好。
玻纤含量增大时，增强PP的加工流动性相应下降，但仍属流动性较好的塑料。
由于玻纤增强PP可以提高机械强度和耐热性，且玻纤增强PP的耐水蒸汽性、耐化学腐蚀性和耐蠕变性都很好，在许多场合可以作为工程塑料使用，如风扇叶片、暖风机格栅、叶轮泵、灯罩、电炉和加热器外壳等等。
下表为几种不同填料改性的PP性能比较表中几种材料均可用作汽车发动机周边结构件。
长玻纤增强PP材料在汽车上的应用
78AUTO TIMEAUTO PARTS | 汽车零部件1 引言随着国家节能减排、环保法规的日益严苛、能源危机的社会背景下，汽车零部件的轻量化成为重要的课题。
目前传统刚、铁、铜等的应用越来越少，新型铝合金、镁合金、高强刚、纤维增强塑料材料应用越来越多，其中以塑代钢降重最为明显，是目前行业研究最为活跃的课题。
玻纤增强复合材料可以明显提升原有材料的耐久性、刚性、韧性、蠕变性等，目前玻纤增强复合材料在汽车零部件上的应用越来越广泛。
LGF 聚丙烯复合材料能解决传统短玻纤增强的材料易翘曲、低温韧性差、耐疲劳性一般等缺点，LGF 聚丙烯复合材料中玻纤保留长度较长，具有比强度高、比模量高、抗冲击性强、尺寸稳定性和翘曲度低等显著特点，因此采用LGF 聚丙烯材料替代传统PA-SGF PBT-SGF 等材料生产零件可以进一步实现重量、成本的降低。
2 长玻纤增强材料制备方式目前，连续长玻纤增强PP 复合材料制备工艺大致分为5种，熔融浸渍、溶液浸渍、粉末浸渍、纤维混编工艺、薄膜叠层工艺，目前可以实现工业化的制备方式主要为熔融浸渍法和粉末浸渍法。
熔融浸渍技术是采用一种特殊结构模头，让充分分散、预加一定张力的玻纤通过充满高压熔体的模头时，使玻纤与熔体强制性的渗透，通过一定浸润剂的辅助达到理想的浸润效果，此种生产方式效率高，应用最为广泛。
长玻纤增强PP 材料在汽车上的应用李彬1 谢静雅2 付丹11.东风汽车技术中心 湖北省武汉市 4300562.神龙汽车有限公司 湖北省武汉市 430056摘 要： 长玻纤增强聚丙烯（LGFPP）是一种高强度、轻质的复合材料，同时具有较好的机械性能、耐热性、耐候性。
长玻纤增强聚丙烯材料可以替代部分结构件、金属件材料用于汽车零部件，满足零件各项性能指标的同时，对整车减重降本有明显的贡献，因此在提倡轻量化的整车上具有广泛应用前景。
关键词：长玻纤增强聚丙烯（LGFPP）；轻量化；汽车零部件粉末浸润是将粉末状树脂基体，与玻纤相互复合浸渍的方法。
玻纤增强聚丙烯管 标准
玻纤增强聚丙烯管标准玻纤增强聚丙烯管是一种常用于工业和建筑领域的管道材料。
它具有优异的性能和广泛的应用范围，被广泛应用于输送液体、气体和固体颗粒等介质的管道系统中。
玻纤增强聚丙烯管由聚丙烯树脂和玻璃纤维增强材料组成。
聚丙烯是一种热塑性树脂，具有良好的耐腐蚀性、耐磨性和耐高温性能。
而玻璃纤维增强材料则能够增加管道的强度和刚度，提高其耐压能力和抗拉强度。
玻纤增强聚丙烯管具有以下几个特点：1. 耐腐蚀性：玻纤增强聚丙烯管对酸、碱、盐等化学物质具有良好的耐腐蚀性能，可以在腐蚀性介质中长期稳定运行。
2. 耐磨性：玻纤增强聚丙烯管内壁光滑平整，摩擦系数低，具有良好的耐磨性能，能够有效降低流体输送过程中的能耗和压力损失。
3. 耐高温性：玻纤增强聚丙烯管能够在较高的温度下长期稳定运行，其熔点较高，可以承受较高的工作温度。
4. 轻质高强：玻纤增强聚丙烯管重量轻、强度高，便于安装和维护，降低了工程成本和劳动强度。
5. 良好的机械性能：玻纤增强聚丙烯管具有良好的抗压、抗弯和抗拉性能，能够适应各种复杂的施工环境和工作条件。
6. 良好的密封性能：玻纤增强聚丙烯管采用专用的接口连接方式，具有良好的密封性能，能够有效防止介质泄漏和污染。
7. 环保节能：玻纤增强聚丙烯管材料可回收利用，减少了对环境的污染，同时其低摩擦系数和优异的导热性能也有助于降低能耗。
玻纤增强聚丙烯管的应用范围广泛，包括但不限于以下几个方面：1. 工业领域：玻纤增强聚丙烯管可用于输送化工介质、工业废水、污水处理等领域，具有良好的耐腐蚀性和耐高温性能。
2. 建筑领域：玻纤增强聚丙烯管可用于建筑排水、给水、供暖等系统中，具有良好的耐压能力和抗冲击性能。
3. 农业领域：玻纤增强聚丙烯管可用于农田灌溉、排水系统中，具有良好的耐候性和抗紫外线性能。
4. 矿业领域：玻纤增强聚丙烯管可用于输送煤炭、矿石等固体颗粒介质，在恶劣的工作环境下具有良好的耐磨性和耐腐蚀性。
总之，玻纤增强聚丙烯管作为一种优秀的管道材料，在工业和建筑领域得到了广泛应用。
玻纤增强PP
PP填充改性，在PP中加入一定量的无机矿物，如滑石粉、碳酸钙、二氧化钛、云母等，可提高刚性，改善耐热性与光泽性；填加碳纤维、硼纤维、玻璃纤维等可提高抗张强度；填加阻燃剂可提高阻燃性能；填加抗静电剂、着色剂、分散剂等可分别提高抗静电性、着色性及流动性等；填加成核剂，可加快结晶速度，提高结晶温度，形成更多更小的球晶体，从而提高透明性和冲击强度。
因此，填充剂对提高塑料制品的性能、改善塑料的成型加工性、降低成本有显著的效果。
玻纤增强改性PP，通常，PP材料的拉伸强度在20M~30MPa之间，弯曲强度在25M~50MPa之间，弯曲模量在800M~1500MPa玻纤增强PP的特性PP加玻纤，通常，PP材料的拉伸强度在20M~30MPa之间，弯曲强度在25M~50MPa之间，弯曲模量在800M~1500MPa之间。
如果要想把PP用在工程结构件上，就必须使用玻璃纤维进行增强。
PP加玻纤，通过玻璃纤维增强的PP产品的机械性能能够得到成倍甚至数倍的提高。
具体来说，拉伸强度达到了65MPa~90MPa，弯曲强度达到了70MPa~120MPa，弯曲模量达到了3000MPa~4500MPa，这样的机械强度完全可以与ABS及增强ABS产品相媲美，并且更耐热。
PP加玻纤，一般ABS和增强ABS的耐热温度在80℃~98℃之间，而玻璃纤维增强的PP材料的耐热温度可以达到135℃~145℃。
增强改性PP所用的玻璃纤维，要求长度为0．4～0．6ram，若长度小于0．04mm，玻璃纤维只起填充作用而无增强效果，发达国家都在开发长丝增强注射材料。
玻璃纤维含量在40％(质量分数)含量内，玻璃纤维含量越高，PPR弹性模量、抗张、抗弯强度也越高。
但一般不能超过40％，否则流动量下降，失去补强作用，一般在10％～30％。
PP填充改性，在PP中加入一定量的无机矿物，如滑石粉、碳酸钙、二氧化钛、云母等，可提高刚性，改善耐热性与光泽性；填加碳纤维、硼纤维、玻璃纤维等可提高抗张强度；填加阻燃剂可提高阻燃性能；填加抗静电剂、着色剂、分散剂等可分别提高抗静电性、着色性及流动性等；填加成核剂，可加快结晶速度，提高结晶温度，形成更多更小的球晶体，从而提高透明性和冲击强度。
长玻纤增强PP材料在汽车部件上的应用
长玻纤增强PP材料在汽车部件上的应用长玻纤增强PP材料因为具备更高的强度、刚度、韧度、尺寸稳定性，广泛应用于仪表骨架板、车门组合件、前端组件、车身门板模块、车顶面板、座椅骨架、手柄拉杆、蓄电池托架、车胎架、冷却风扇及框架等汽车部件上。
长玻纤增强PP材料在120℃时的高温疲劳强度是普通玻纤增强PP材料的2倍，甚至比以耐热性著称的玻纤增强尼龙材料要高10%，因而这种材料具有作为结构件所需的耐久性和可靠性。
长玻纤增强PP材料的优点长玻纤增强PP材料具有较高的综合优势，有良好的尺寸稳定性、优异的耐疲劳性、较小的蠕变性能、各向异性小、低翘曲变形、优异的力学性能（特别是耐冲击特性）、良好流动性、适应薄壁产品加工等优点。
长玻纤增强PP材料在前端模块的应用对于汽车前端模块，采用PP-LGF30材料，可将散热器、喇叭、冷凝器、托架等超过10个传统金属件集成于一个整体。
相比金属件更耐腐蚀，密度小、重量减轻约30%，具有更高的设计自由度，可直接回收无需分类处理;降低了制造成本，有明显的降本优势。
长玻纤增强PP材料在仪表板本体骨架的应用对于软质仪表板骨架材料，采用LGFPP比填充PP材料强度更高、弯曲模量更改，流动性更好些，在相同强度下，仪表板设计厚度可减薄从而减重，一般减重效果约20%。
同时，可将传统的多个部件仪表盘托架发展为单个模块。
此外，仪表板前除霜风道本体、仪表板中间骨架选材，一般与仪表板本体骨架采用同一种材料，可进一步提升减重效果。
长玻纤增强PP材料在座椅靠背的应用长玻纤增强PP材料替代传统钢材骨架可实现减重20%，且具备优异的设计自由度和机械性能、扩大的乘坐空间等特点。
长玻纤增强PP材料在汽车部件上的应用除了上述的汽车部件，长玻纤增强PP材料还应用于换挡器底座、天窗排水槽、底护板、前端框架、发动机罩盖、排档盒底座、油门踏板、门内板、后视镜支架、卡车保险杠支架等。
长玻纤增强PP材料的加工成型在加工成型方面，长纤维增强PP材料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。
玻纤增强PP的优缺点和工艺
玻纤增强PP的优缺点和工艺玻纤增强聚丙烯（Glass Fiber Reinforced Polypropylene，GFPP）是一种复合材料，由聚丙烯（PP）和玻璃纤维组成。
具有一系列优点和缺点，并且其制造工艺也有一定的特点。
以下将详细介绍GFPP的优缺点和工艺。
一、优点：1.强度高：GFPP的强度比普通聚丙烯高很多，主要是因为玻璃纤维的加入。
玻璃纤维具有优异的拉伸和弯曲强度，能够增加复合材料的整体强度。
2.刚性好：GFPP具有较高的刚性，玻璃纤维的加入提高了聚丙烯的刚性系数，使得材料更加坚硬和不易变形。
3.耐腐蚀性强：GFPP能够在酸、碱及其他化学介质中有很好的耐腐蚀性，这使得它广泛应用于化工、食品、医疗和环境保护等行业。
4.轻质：GFPP比金属材料轻很多，具有优良的比强度，可以减轻重量的负担并提高其他性能。
5.绝缘性好：玻璃纤维是一种非导电材料，因此GFPP具有良好的绝缘性能，适用于电子、电器等领域的应用。
6.耐疲劳性强：GFPP在长期受到重复载荷作用时，由于玻璃纤维的加入，可以大大提高材料的抗疲劳性能。
二、缺点：1.成本较高：由于玻璃纤维的加入，相对于普通聚丙烯来说，GFPP 的生产成本相对较高。
2.加工难度大：GFPP在加工过程中，由于玻璃纤维的切割、分散和表面改性等难度，导致其制造工艺较为复杂。
3.受热收缩：由于玻璃纤维的热膨胀系数较高，GFPP在受热时会产生明显的尺寸收缩，这就需要在设计和制造时加以考虑。
三、工艺：1.预处理：在GFPP的制造工艺中，首先需要对玻璃纤维进行预处理，包括切割、清洁以及表面处理等。
2.混炼：将预处理后的玻璃纤维与聚丙烯进行混炼，常见的方法有熔融混炼和干法混合。
3.挤出：将混炼后的材料通过挤出机进行挤出，形成所需的GFPP型材。
4.成型：挤出后的材料经过冷却，可以进行各种成型加工，如注塑成型、压力成型等。
5.后处理：GFPP成型件还需要进行一些后处理，如切割、去毛刺、抛光等工艺，以达到最终要求。
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。
玻璃纤维增强聚丙
选材
（1）聚丙烯树脂 聚丙烯的结构对GF-PP的性能有显著影响：均聚 物的刚性和耐热性较高，嵌段共聚物的韧性则优于均聚物；量方面均 较均聚物的高。另外，这些材料的冲击强度随熔体流动速率的降低而 提高。 （2）玻璃纤维 玻璃纤维应选择无碱无捻粗纱或短切原丝，玻璃纤 维用量一般为10%-40%，若玻璃纤维含量高，强度和耐热性提高， 但对耐碱性不利。 （3）偶联剂 所用的偶联剂多为有机硅化合物，其烷氧基经水解后 可以与玻璃纤维表面的硅羟基结合，所要选择的主要是与硅结合的有 机官能团的结构，必须使其与树脂较强的亲和力。对于聚烯烃，可选 用含乙烯基、甲基丙烯酰基及阳离子苯乙烯胺基的硅烷，对于工程塑 料（如PA、PC),可选用含氨基和环氧基的硅烷，而聚苯硫醚（PPS） 则可选用含硫醇基的硅烷。
1.3 中长玻璃纤维增强粒料制备 (1)电缆包覆法：玻璃纤维通过十字形挤出机头被熔融树脂包覆，经冷却 牵引切粒而成。 优点：连续化生产，生产速度快，粒料质量高，劳动保护好。 缺点：所制粒料不适宜用柱塞式注射机注射成型。 (2)管道反应法：单体与玻璃纤维同时由管道进口加入，通过管道聚合反 应，出料口即得到增强料条。 优点：工艺简化，连续生产。 缺点：聚合物质量较差，强度不及电缆包覆法。 (3)聚合釜出料口包覆法：在聚合釜出料口安装包覆机头，待聚合物出料 时，可将玻璃纤维包覆。 优点：减少树脂热老化次数，简化工艺 。 缺点：出料速度减慢，聚合物产量降低。
2.处理方法
玻璃纤维的处理，就是在光洁的玻璃纤维表面涂上一层均匀的表面 处理剂（或称粘合剂，偶联剂）。生产中常采用偶联剂来对玻璃纤 维进行表面处理。 （1）前处理法 即将表面处理剂（偶联剂）加入到玻璃纤维侵润剂配方 中，或用偶联剂直接代替石蜡乳化型润滑剂，在拉丝作业中处理， 主要用于无捻粗纱及其纺织品。 （2）后处理法 也叫热化学处理法，首先将玻璃纤维纺织制品的石蜡乳 化型侵润剂烧掉，然后再，用表面处理剂对其表面进行处理主要用 于捻纺织制品。 （3）迁移法 将表面处理剂直接基体树脂中使用，主要用于缠绕、模压 成型。
玻璃纤维增强聚丙烯作业
玻璃纤维增强聚丙烯作业高分子101 泰钰 1013141002玻璃纤维增强聚丙烯聚丙烯树脂原料丰富、加工性能好, 具有优良的耐腐蚀性、电绝缘性, 它力学性能, 包括拉伸强度、压缩强度、硬度等均比低压聚乙烯好, 而且还有很突出的刚性和耐折叠性，并且价格低廉。
而聚丙烯急待克服的缺点为: 成型收缩率较大, 低温易脆裂, 耐磨性不足, 热变形温度不高, 耐光性差等。
采用玻璃纤维增强不仅保持了原始树脂的优良性能,而且显著地提高PP 的机械性能、耐热性能和尺寸稳定性能的重要措施。
可较满意地代替有色金属。
因而在化工、绝缘材料、电子、汽车等工业部门中的应用日益扩大。
增强后的材料与单一聚丙烯相比, 玻纤增强聚丙烯通常有以下几个特点:( 1) 力学性能在不同程度上得到提高。
( 2) 热性能得到提高, 加热变形温度增大、热膨胀系数下降。
( 3) 尺寸稳定性能得到改善, 收缩率减小, 受热变形减小。
( 4) 具有良好的耐蠕变性能。
( 5) 其他性能如硬度得到提高, 吸水性降低等。
一、实验主要原料( 1 ) 聚丙烯树脂( PP ) ,( 2 ) 玻璃纤维( GF ) 表面用有机硅处理( 3 ) N,N , 一4 , 4 产二苯甲烷双马来酞亚胺( DBM ) , 黄色粉末; 熔点:154～156℃, 工业纯。
( 4 ) 过氧化二异丙苯( DCP ) , 白色晶体颗粒; 熔点: 39 一41 ℃ , 分解温度132℃ 二、主要仪器设备双螺杆挤出机（SHJ - 5 5 ）注塑成型机（CT - 1 2 5 0 ）电子万能试验机（WDS - 1 0 型）简支梁冲击试验仪（XCT - 4 0 型）三、玻纤增强PP 的制备将PP 与 DCP 及其他辅料、助剂等按比例加入高速混合机内混合，从双螺杆挤出机的主加料装置定量加入共混料，从第4 区加入定量的无碱玻璃纤维，与熔化的混合物料共混、挤出、牵引、冷却、切粒，制成玻纤增强PP 改性料。
玻纤增强PP 粒料的生产工艺流程如图所示：四、界面处理玻璃纤维增强PP 的物理化学性能取决于基体树脂与玻纤界面的结合力。
玻纤增强PP性能参数
3.2mm,23℃
J/m
100
热性能
热变形温度
D468
0.45MPa，6.4mm
℃
156
1.80MPa,6.4mm
℃
148
其他
比重
D792
23℃gBiblioteka cm³1.12玻纤含量
/
/
%
30
熔体流动速率
D1238
230℃，2.16KG
g/10min
2~6
收缩率
D955
23℃
%
0.3/0.9
阻燃性
UL94
1.5mm
Class
HB
优良的力学性能
汽车零部件
优良的耐热老化性能
扇叶
符合GM标准GMP.PP.017
结构支架
性能
测试标准
测试条件
国际单位
典型值
机械性能
拉伸强度
D638
10mm/min
Mpa
78
伸长率
D638
10mm/min
%
3
弯曲强度
D790
2mm/min
MPa
106
弯曲模量
D790
2mm/min
MPa
5000
悬臂梁缺口冲击强度
玻纤增强pp性能参数表玻纤增强pp主要特征主要应用通用性注塑成型优良的力学性能汽车零部件优良的耐热老化性能扇叶符合gm标准gmp
通过综合比较，我们发现在PP中加入30%的玻璃纤维后，产品的质量可以达到最好。下表即为玻纤增强PP后的性能参数：
玻纤增强PP性能参数表
玻纤增强PP
主要特征
主要应用
通用性
注塑成型
玻纤增强聚丙烯frpp管性能及用途
玻纤增强聚丙烯frpp管性能及用途玻纤增强聚丙烯FRPP管玻纤增强聚丙烯具有耐腐蚀、强度高、抗渗漏、内阻小、抗拉、抗弯、造价低、寿命长、安装维修方便等特点。
该管能在120℃以下输送各种腐蚀性介质，是不锈钢管材的代用材料。
工程级聚丙烯管材是由工程级聚丙烯粒料经挤出成型。
该管材无毒、无味、广泛应用于化工、环保、食品卫生、建筑给排水等领域等。
主要性能如下：使用寿命：在额定温度、压力状况下，FRPP管道可安全使用50年以上。
耐腐蚀性能：FRPP管材能耐大多数化学物品的腐蚀，可在很大的范围内承受PH 值范围在1-14的高浓度酸和碱的腐蚀。
对非氧化性酸（盐酸。
烯硫酸。
氢氟酸。
稀硝酸。
碱和盐溶液）都有良好的耐腐蚀性。
抗磨性能：在输送矿砂泥浆时，FRPP管的耐磨性是钢管的4倍以上。
刚度性能：FRPP管材由于加入了玻纤增强材料使FRPP管材不易变形耐热保温节能性能：FRPP管材最高使用温度95度左右，该产品的导热系数仅为钢管的1/200，故有较好的保温性能。
连接性能：FRPP管热熔接口的强度高于管材本体，接缝不会由于土壤移动或载荷的作用而断开。
施工性能良好：FRPP管材质轻，焊接工艺简单，施工方便，工程综合造价低.FRPP的用途1 管材轻，施工方便frpp管、管件的比重为0．95 g／~n3～1．00 g／cm3，是铸铁管的l／7，运输和安装劳动强度得到一定降低，非常方便。
2 安装效率高FRPP管切割容易，粘结简单，使用的焊条材质与管材原料配方相同，切割后剩余管段仍能利用，方便灵活。
而铸铁管截去承口后的剩余管段利用率不高，接口要打麻、放置接口材料、打口、养护等工序。
而H 排水管却无这些工序，安装效率大大提高。
3 外表美观，耐腐蚀，耐老化FRPP管内外光滑，色泽清鲜；耐腐蚀，对污水处理、酸碱液、氯碱和雨水等流体的抗腐蚀性好，安装后无需防腐。
frpp管进行老化试验，其寿命可达50年以上。
而铸铁管材质粗糙，易生锈，外壁的防腐易脱落，每隔一段时间，又要重新增刷，而且也不美观。
玻纤增强聚丙烯的优缺点和工艺
玻纤增强聚丙烯的优缺点和工艺玻纤增强PP是在原有纯PP的基础上，加入玻璃纤维和其它助剂，从而提高材料的使用范围。
一般的来说，大部分的玻纤增强材料多用在产品的结构零件上，是一种结构工程材料。
优点：1. 玻纤增强以后，玻纤是耐高温材料，因此，增强塑料的耐热温度比不加玻纤以前提高很多。
2. 玻纤增强以后，由于玻纤的加入，限制了塑料的高分子链间的相互移动，因此，增强塑料的收缩率下降很多，刚性也大大提高。
3. 玻纤增强以后，增强塑料不会应力开裂，同时，塑料的抗冲性能提高很多。
4. 玻纤增强以后，玻纤是高强度材料，从而也大提了塑料的强度，如：拉伸强度，压缩强度，弯曲强度，提高很多。
5.玻纤增强以后，由于玻纤和其它助剂的加入，增强塑料的燃烧性能下降很多.缺点：1. 玻纤增强以后，由于玻纤的加入，不加玻纤前是透明，都会变成不透明的。
2 .玻纤增强以后，塑料的韧性降低，而脆性增加。
3 .玻纤增强以后，由于玻纤的加入，所有材料的熔融粘度增大，流动性变差，注塑压力比不加玻纤的要增加很多。
4 .玻纤增强以后，由于玻纤的加入，流动性差，增强塑料的注塑温度要比不加玻纤以前提高10℃-30℃。
5 .玻纤增强以后，由于玻纤和助剂的加入，增强塑料的吸湿性能大加强，原来纯塑料不吸水的也会变得吸水，因此，注塑时都要进烘干。
6. 玻纤增强以后，在注塑过程中，玻纤能进入塑料制品的表面，使得制品表面变得很粗糙，斑斑点点。
为了取得较高的表面质量，最好注塑时使用模温机加热模具，使得塑料高分子进入制品表面，但不能达到纯塑料的外观质量。
7 .玻纤增强以后，玻纤是硬度很高的材料，助剂高温挥发后是腐蚀性很大的气体，对注塑机的螺杆和注塑模具的磨损和腐蚀很大，因此，生产使用这类材料的模具和注塑机时，要注意设备的表面防腐处理和表面硬度处理。
玻纤增强PP产品工艺1. 从产品性能方面考虑，所有的玻纤增强产品均要求剪碎后的玻纤有一定的长度，一般在0.4-0.8mm之间，才能起到增强作用：玻纤过短，只有填充的作用，而浪费其增强性能；玻纤过长，玻纤与物料之间的界面结合不好，会影响其增强效果，会导致产品的表面过于粗糙，不够光滑，表面性能不好。
玻璃纤维增强聚丙烯复合材料
论文结论：
一定范围内，长玻纤的含量越高，其作为骨架也就越 牢 固，复合材料的力学性能就越高；当含量过高时，玻纤相互作 用增加，纤维的断裂程度增加，同时含量过高也会使部分纤维 得不到充分浸润， 和PP树脂基体结合力变差，成为裂纹增长 点，LGFPP长玻纤增强聚丙烯复合材料的力学性能下降。
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玻纤增强PP的特性
PP加玻纤，通常，PP材料的拉伸强度在20M~30MPa之间，弯曲强度在25M~50MPa之间，弯曲模量在800M~1500MPa之间。
如果要想
把PP用在工程结构件上，就必须使用玻璃纤维进行增强。
PP加玻纤，通过玻璃纤维增强的PP产品的机械性能能够得到成倍甚至数倍的提高。
具体来说，拉伸强度达到了65MPa~90MPa，弯曲强度达到了70MPa~120MPa，弯曲模量达到了3000MPa~4500MPa，这样的机械强度完全可以与ABS及增强ABS产品相媲美，并且更耐热。
PP加玻纤，一般ABS和增强ABS的耐热温度在80℃~98℃之间，而玻璃纤维增强的PP材料的耐热温度可以达到135℃~145℃。
增强改性PP所用的玻璃纤维，要求长度为0．4～0．6ram，若长度小于0．04mm，玻璃纤维只起填充作用而无增强效果，发达国家都在开发长丝增强注射材料。
玻璃纤维含量在40％(质量分数)含量内，玻
璃纤维含量越高，PPR弹性模量、抗张、抗弯强度也越高。
但一般不能超过40％，否则流动量下降，失去补强作用，一般在10％～30％。
PP填充改性，在PP中加入一定量的无机矿物，如滑石粉、碳酸钙、二氧化钛、云母等，可提高刚性，改善耐热性与光泽性；填加碳
纤维、硼纤维、玻璃纤维等可提高抗张强度；填加阻燃剂可提高阻燃性能；
填加抗静电剂、着色剂、分散剂等可分别提高抗静电性、着色性及流动性等；填加成核剂，可加快结晶速度，提高结晶温度，形成更多更小的球晶
体，从而提高透明性和冲击强度。
因此，填充剂对提高塑料制品的性能、改善塑料的成型加工性、降低成本有显著的效果。
玻纤增强PP的应用
PP作为四大通用塑料材料之一，具有优良的综合性能、良好的化学稳定性、较好的成型加工性能和相对低廉的价格；但是它也存
在着强度、模量、硬度低，耐低温冲击强度差，成型收缩大，易老化等缺
点。
因此，必须对其进行改性，以使其能够适应产品的需求。
对PP材料
的改性一般是通过添加矿物质增强增韧、耐候改性、玻璃纤维增强、阻燃改性和超韧改性等几个途径，每一种改性PP在家用电器领域都有着大量
应用。
PP加玻纤材料，可以被用来制作冰箱、空调等制冷机器中的轴流风扇和贯流风扇。
此外，它也可以用于制造高转速洗衣机的内桶、波轮、皮带轮以适应其对机械性能的高要求，用于电饭煲底座和提手、电子微波烤炉等对耐温要求较高的场所。
PP加玻纤材料。
普通的短玻纤增强PP，由于含有的玻纤短，易翘曲，冲击强度低，受热容易变形，长玻纤能够克服短玻纤的上述
缺陷，且制品具有较好的表面、较高的使用温度、较高的冲击强度，可应
用于冰箱以及耐热性比较高的厨用电器等。
编辑本段优缺点及生产工艺
玻纤增强PP是在原有纯PP的基础上，加入玻璃纤维和其它助剂，从而提高材料的使用范围。
一般的来说，大部分的玻纤增强材料多用在产品的结构零件上，是一种结构工程材料。
优点
1. 玻纤增强以后，玻纤是耐高温材料，因此，增强塑料
的耐热温度比不加玻纤以前提高很多。
2. 玻纤增强以后，由于玻纤的加入，限制了塑料的高分
子链间的相互移动，因此，增强塑料的收缩率下降很多，刚性也大大提高。
3. 玻纤增强以后，PP塑料不会应力开裂，同时，PP的抗
冲性能提高很多。
4. 玻纤增强以后，玻纤是高强度材料，从而也大提了PP
的强度，如：拉伸强度，压缩强度，弯曲强度，提高很多。
5.玻纤增强以后，由于玻纤和其它助剂的加入，PP塑料的
燃烧性能下降很多，阻燃变得困难。
缺点
1. 玻纤增强以后，由于玻纤的加入，PP不加玻纤前是透
明，都会变成不透明的。
2 .玻纤增强以后，PP的韧性降低，而脆性增加。
3 .玻纤增强以后，由于玻纤的加入，PP的熔融粘度增大，
流动性变差，注塑压力比不加玻纤的要增加很多。
4 .玻纤增强以后，由于玻纤的加入，PP材料流动性差，
增强塑料的注塑温度要比不加玻纤以前提高10℃-30℃。
5 .玻纤增强以后，由于玻纤和助剂的加入，PP的吸湿性
能大加强，原来纯塑料不吸水的也会变得吸水，因此，注塑时都要进烘干。
6. 玻纤增强以后，在注塑过程中，玻纤能进入塑料制品
的表面，使得制品表面变得很粗糙，斑斑点点。
为了取得较高的表面质量，最好注塑时使用模温机加热模具，使得塑料高分子进入制品表面，但不能达到纯塑料的外观质量。
7 .玻纤增强以后，玻纤是硬度很高的材料，助剂高温挥
发后是腐蚀性很大的气体，对注塑机的螺杆和注塑模具的磨损和腐蚀很
大，因此，生产使用这类材料[1]的模具和注塑机时，要注意设备的表面
防腐处理和表面硬度处理。
产品工艺
1. 从产品性能方面考虑，所有的玻纤增强产品均要求剪
碎后的玻纤有一定的长度，一般在0.4-0.8mm之间，才能起到增强作用：玻纤过短，只有填充的作用，而浪费其增强性能；玻纤过长，玻纤与物料之间的界面结合不好，会影响其增强效果，会导致产品的表面过于粗糙，不够光滑，表面性能不好。
2. 影响玻纤剪切的条件：物料在玻纤口处必须熔化
了85%以上，否则将因玻纤与物料之间严重的摩檫使玻纤被剪切得过碎；
玻纤口处温度不能过低，必须在所生产物料的熔点以上，否则将因料过冷，摩擦过大使玻纤剪切过碎。
一般工艺表上已经考虑到这问题，生产时需要注意是保证温度波动不大即可。
3. 玻纤增强PP常见问题：生产增强PP产品时，玻纤很难
剪断，并且与所用的玻纤有关。
生产不顺时会出现这样的现象：因玻纤过长，常把模头模孔堵住，引起断条，判断方法：在模头模孔处可看到一团团的玻纤，成品的截面处可明显看到成团的玻纤或在粒子的表层有切不断的玻纤，料条软而不脆，料条不能完全拗断，拗后将有一层连皮。
或从拗断的声音可判断出来：增强效果差的料条拗断时的声音较沉，增强效果好的料条拗断时的声音较脆。
俗称“玻纤不熔”。
若生产时断条严重，并且料条较软，则成品的性能一定会降低。
根据PP材料的上述特点，生产增强PP时从玻纤口后到机头段的螺杆剪切很强。
要避免“玻纤不熔”的现象除了保证螺杆玻纤口后面剪切强之外，螺筒磨损大小对其也影响很大。
当机台磨损过大时常常以降低玻纤口后温度，特别时玻纤口至真空口之间的温度，提高熔体粘度来提高剪切，避免“玻纤不熔”。
但玻纤口后温度不可降低过大以免玻纤剪切过碎，性能降低。