纤维增强聚丙烯复合材料应用
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。
玻璃纤维增强聚丙烯超轻复合材料项目可行性研究报告--标准案例
玻璃纤维增强聚丙烯超轻复合材料项目可行性研究报告--标准案例一、项目背景和意义玻璃纤维增强聚丙烯超轻复合材料具有重量轻、强度高、耐腐蚀、绝缘性好等优点，广泛用于汽车、航空航天、建筑材料等领域。
在汽车领域，使用玻璃纤维增强聚丙烯超轻复合材料可以降低车身重量，提高燃油经济性，减少碳排放，符合当前节能减排的需求。
因此，开展玻璃纤维增强聚丙烯超轻复合材料项目具有重要的意义。
二、项目市场分析目前，全球汽车产业正朝着轻量化发展方向努力，对轻质高强度材料的需求越来越大。
玻璃纤维增强聚丙烯超轻复合材料正是符合这一需求的材料之一、据市场研究，全球汽车复合材料市场规模已超过1000亿美元，并且预计未来几年仍将保持快速增长。
国内汽车市场也呈现出快速发展的趋势，对高性能复合材料的需求也在增加。
三、项目技术可行性分析1.原材料可获取性分析：聚丙烯和玻璃纤维是市场上广泛使用的材料，供应稳定，价格相对较低。
2.工艺可行性分析：玻璃纤维增强聚丙烯超轻复合材料的生产工艺相对成熟，且生产设备需求不高，投资成本较低。
3.产品性能可行性分析：经过相应配比和工艺处理，玻璃纤维增强聚丙烯超轻复合材料的物理力学性能可以满足相关要求，且具有重量轻、耐腐蚀等优点，适用于汽车等领域使用。
四、项目经济可行性分析1.投资规模分析：该项目的投资规模相对较小，主要包括生产设备采购、厂房建设和市场推广费用等。
2.盈利能力分析：根据市场需求和材料成本预估，该项目的盈利能力较高。
在正常生产情况下，预计年均销售收入能达到5000万元，年净利润率达到15%以上。
3.投资回收期分析：基于以上盈利能力预测，预计项目投资回收期在5年左右，具有较好的投资回收速度。
五、项目风险与对策1.原材料价格波动风险：原材料价格波动是项目风险之一，可以通过与供应商签订长期合作协议，保障原材料供应的稳定性，并通过锁定材料价格等方式进行风险控制。
2.市场需求变化风险：目前市场对于轻量材料的需求较大，但是市场需求随时可能发生变化。
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。
玻纤增强聚丙烯的意义
玻纤增强聚丙烯的意义关键词：玻纤增强PP，PP改性，PP加纤阻燃对PP材料的改性一般有增强增韧、耐候改性、玻璃纤维增强改性、阻燃改性和超韧改性等途径。
PP作为通用塑料材料之一，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PP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，对其进行改性，以使其能够适应产品的需求。
每一种改性PP 在家用电器领域和车用领域都有着大量应用。
ABS是最先用在家用电器上的塑料材料之一，由于ABS树脂价恪昂贵，逐步开发出的PP改性材料，具有成本低、重量轻、性能好等优点；玻纤增强PP可以部分取代ABS、PBT树脂在家用电器产品和汽车领域上的应用。
玻纤增强改性PP1.一般说来，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。
如果要想提高PP的强度性能，必须用玻璃纤维进行增强。
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。
拉伸强度可以达到65MPa~90MPa，弯曲强度可以达到70MPa~120MPa，弯曲模量可以达到3000MPa~4500MPa，这样的机械强度完全可以与ABS及增强ABS产品相媲美。
2. 玻纤增强PP更耐热。
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℃。
它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，其成本要比ABS增强产品低很多。
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。
3.玻纤增强改性的PP尺寸稳定性得到改善，受热变形减小，收缩率减小。
4.玻纤增强改性的PP一般硬度得到提高，吸水性能下降。
改性PP发展趋势及展望改性PP在家电行业中有非常好的应用前景。
聚丙烯纤维在砂浆中的作用是
聚丙烯纤维在砂浆中的作用
聚丙烯纤维是一种常用的混凝土增强材料，广泛应用于砂浆中，其作用主要体现在以下几个方面：
1.增强抗拉强度
添加聚丙烯纤维可以显著提高砂浆的抗拉强度。
聚丙烯纤维的加入可以形成一种网状结构，有效地阻止裂缝的扩展，从而增加砂浆的抗拉性能，提高整体的强度和耐久性。
2.改善抗冲击性能
聚丙烯纤维在砂浆中的作用还表现在改善抗冲击性能方面。
纤维与砂浆基质形成复合材料，能够有效地吸收和分散冲击能量，减少砂浆表面的开裂和破坏，提高砂浆的抗冲击性能。
3.增加抗风化能力
砂浆中添加聚丙烯纤维能够增加砂浆的抗风化能力。
纤维的存在可以有效地填补砂浆中的微孔和微裂缝，阻止环境中的水分和气体浸润砂浆，从而减缓砂浆的老化速度，提高其耐久性。
4.减少收缩裂缝
聚丙烯纤维在砂浆中的加入可以有效地减少砂浆的收缩裂缝。
纤维的存在能够改善砂浆的内部结构，降低砂浆的收缩率，减少裂缝的形成，提高整体的稳定性和耐久性。
综上所述，聚丙烯纤维在砂浆中具有增强抗拉强度、改善抗冲击性能、增加抗风化能力和减少收缩裂缝等作用，能够有效地提高砂浆的性能和使用寿命，是一种重要的砂浆添加剂。
玻纤增强聚丙烯复合材料研究进展
玻纤增强聚丙烯复合材料研究进展玻纤增强聚丙烯复合材料是一种常见的增强复合材料，通过将玻璃纤维与聚丙烯树脂相结合，可以获得具有优良力学性能和热稳定性的复合材料。
随着科学技术的快速发展，玻纤增强聚丙烯复合材料的研究也取得了长足的进展。
接下来，我们将对玻纤增强聚丙烯复合材料的研究进展进行详细介绍。
首先，随着纳米技术的发展，人们开始研究纳米颗粒对玻纤增强聚丙烯复合材料性能的影响。
研究发现，添加纳米颗粒可以显著提高复合材料的力学性能和热稳定性。
例如，添加纳米氧化硅可以提高复合材料的屈服强度和断裂韧性，而添加纳米氧化铝可以提高复合材料的耐热性能。
此外，纳米颗粒的加入还可以提高复合材料的抗老化性能和耐化学腐蚀性能。
其次，研究人员还对玻纤增强聚丙烯复合材料的界面改性进行了深入研究。
界面改性是指在玻纤表面涂覆一层化学相容性较强的改性剂，以增强玻纤与聚丙烯之间的相互作用力，从而提高复合材料的综合性能。
界面改性一般使用有机硅改性剂，例如环氧硅烷和聚二甲基硅氧烷。
研究发现，界面改性可以显著提高复合材料的力学性能和耐热性能，并且可以减少纤维的脱粘和断裂现象。
此外，人们还对玻纤增强聚丙烯复合材料的可再生利用进行了研究。
目前，大量的废旧聚丙烯制品被丢弃，导致环境污染和资源浪费。
因此，研究人员开始研究将废旧聚丙烯制品回收并用于制备玻纤增强聚丙烯复合材料的方法。
研究发现，回收的废旧聚丙烯制品可以通过适当的处理和改性，制备出具有良好力学性能的复合材料。
这种方法不仅可以有效利用废旧资源，还可以减少对原材料的需求，达到可持续发展的目标。
综上所述，玻纤增强聚丙烯复合材料的研究在纳米技术的引领下取得了显著的进展，包括纳米颗粒的添加、界面改性和可再生利用等方面。
未来，随着科学技术的不断进步，玻纤增强聚丙烯复合材料的研究将进一步推进，以满足社会对高性能、环保和可持续发展的需求。
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。
长玻纤增强聚丙烯
一、长玻纤增强聚丙烯（LFT-PP）及LFT塑料托盘长玻纤增强聚丙烯（LFT-PP）复合材料1.项目简介传统玻纤增强聚丙烯因其成本低廉和优异的机械性能，在材料领域得到大量的应用。
长玻纤增强聚丙烯（LFT-PP）复合材料与传统的短纤增强聚丙烯材料相比，由于生产工艺的改变，玻纤在粒子中的长度增加，即玻纤保持与粒子同样的长度，即使注塑成型后，纤维的最终长度也比短纤的高很多，在制品中的平均长度可达2毫米左右。
相对于传统的短玻纤增强热塑性塑料（这种粒子在制品中的纤维长度在200μ左右），LFT-PP材料在制品中保留了极长的玻纤长度，因此赋予了材料更好的力学性能与热学性能，同时LFT-PP还具有比短纤增强PP更好的高温抗蠕变性能，这些优势使得LFT-PP的性能能够达到或接近增强工程塑料如PA或PPO的性能。
具体优势为：(1)刚度与质量比高，变形小，这特别有利于LFT在汽车中的应用；(2)韧性高；(3)抗蠕变性能好，尺寸稳定；(4)耐疲劳性能优良；(5)设计自由度比GMT更高，因为LFT可用于注塑和其他成型方法，而GMT只能压塑；(6)模塑成型性能比SFT更好，纤维以更长的形态在成型物件中移动，纤维损伤少。
由于LFT材料类似于增强工程塑料的卓越性能以及PP基材相对于工程塑料基材极其低廉的价格成本，因此赋予了该材料极佳的性价比：相对于短纤增强PA材料而言，使用LFT-PP 可在材料成本上节约40-50%左右；相对于短纤增强PPO材料而言，使用LFT-PP可在材料成本上节约100%以上。
2.长玻纤增强PP市场应用及容量2.1汽车工业：保险杠骨架、座椅骨架、发动机罩壳、车身门板模块、仪表盘骨架、脚踏板、挡泥板、备用轮胎架、冷却风扇及框架、蓄电池托架等，用于替代增强尼龙（PA）或金属材料。
2.2通讯电子电器行业：通讯、电子行业高精度接插件/点火器零组件、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，洗衣机滚筒、洗衣机三角支架、空调风扇等，用于替代短纤增强PA、ABS材料或金属材料。
长玻纤增强聚丙烯在汽车上的应用研究_杨宇威
（流动方向的成型收缩率均为0.3% 0.4%），因而 本试验借用原模具采用长玻纤含量为30% 40%的3 种不同牌号的LGFPP材料（表1）注塑成型车门拉手 底座；然后对车门拉手底座包括尺寸稳定性在内的各 项性能进行检测，并与PA66-GF30在减重效果、能 耗及成本几方面进行对比、分析。 3.1 LGFPP车门拉手底座的性能
2012年第10期
AT & M
AT & M 视 界
FIELD
OF
VISION
2 试验部分
2.1 原材料 目前，生产LGFPP原材料的工艺已比较成熟，
国内外均有批量生产厂家。本试验使用的LGFPP是普 利特、Ticona和SABIC公司的产品。图1是普利特公 司生产的含40%长玻纤的LGFPP粒料的实物图。
雾灯 壳体
40 PRET A422-LG40 40 Ticona Celstran PP-GF40-0414P10/10 40 Sabic StaMaxTM P 40YM240/10305
2.2 试验设备与工艺方法 2.2.1 试验设备
（1）样品制造设备 a.HTL JB250塑料注射成型机：海太塑料机械有 限公司。 b.某款车型车门拉手底座模具：自制。 c.某款车型雾灯壳体模具：自制。 （2）检测设备 a.测力计。 b.专用夹具。 c.专用检具。
的结论是，LGFPP在完全满足成型要求和各项性能要求的同时，还在轻量化和降低成本等方面取
得了明显的效果，在汽车零部件领域具有广泛的应用前景。
关键词：汽车 长玻纤增强聚丙烯 应用
中图分类号：TQ325.1+4
文献标识码：B
北京汽车股份有限公司汽车工程研究院 杨宇威
1 前言
短玻纤增强工程塑料具有比通用塑料更好的机 械性能，目前已在汽车部分结构件和功能件上获得 了广泛应用，如短玻纤增强PA66和PBT的应用已 相当成熟。但这两种短玻纤增强制品仍存在一些问 题，如：容易发生翘曲、低温韧性较差、耐疲劳性 一般；从材料角度而言，PA易吸水，PBT遇热水 易发生水解；另外，短玻纤增强工程塑料还存在密 度大和成本相对较高等劣势，而长玻纤增强聚丙烯 （Long glass fiber reinforced polypropylene， LGFPP）恰好可以很好地解决这些问题。LGFPP 具有密度低、比强度高、比模量高、抗冲击性强、 尺寸稳定和翘曲度低等显著特点[1, 2]。与钢、铝等 金属材料和热固性复合材料相比，LGFPP能为设 计人员提供更大的设计灵活性，可以成型形状复杂 的汽车部件，降低制品中的零部件使用数量，节
玻璃纤维增强聚丙烯复合材料的界面结晶行为
玻璃纤维增强聚丙烯复合材料的界面结晶行为崔新宇,周晓东,戴干策(华东理工大学聚合物加工研究室,上海 200237) 摘 要 在纤维增强热塑性聚合物材料的成型过程中,纤维的表面可能对基体产生结晶成核效应,形成界面横晶,横晶的出现对材料界面的应力传递行为、破坏行为产生很大的影响。
本文介绍了玻璃纤维增强聚丙烯复合材料结晶情况,界面横晶的产生,横晶对材料力学性能的影响以及控制方法。
关键词 玻璃纤维 聚丙烯 界面 横晶收稿日期 19992102251 前言 树脂基合材料自本世纪问世以来,在相当长一段时间内,热固性树脂基复合材料一直占据主导地位。
人们在材料的成型加工及实际应用过程中逐渐认识到了热塑性复合材料的一系列优点。
目前,热塑性复合材料已成为树脂基复合材料研究开发的热点。
玻璃纤维增强聚丙烯的生产技术较为成熟,原料来源广泛,成本相对较低,因此是开发应用较早的热塑性复合材料品种之一。
玻璃纤维增强聚丙燃复合材料具有加工过程无化学反应、成型周期短、成本低、可再生、可重复使用及力学性能好的优点〔1～4〕。
玻璃纤维增强聚丙烯已获得广泛应用,其应用领域包括汽车、建材、包装、运输、化工、造船、家具、航空、航天等行业〔5～7〕。
随着现代科学技术的进步,对材料的性能要求越来越高,为了提高玻璃纤维增强聚丙烯复合材料的力学性能,进一步拓宽其应用范围,人们对该材料的研究正日益深入。
界面是复合材料极为重要的微结构,它是外加载荷从基体向增强材料传递的纽带,直接影响材料的性能。
在纤维增强热塑性聚合物基复合材料的成型及加工过程中,由于纤维的存在,基体结晶分为两种情况,主体结晶和纤维附近结晶,通常情况下,两者有形貌是一致的,但当纤维、基体聚合物经过某些特殊处理或结晶时有较显著的应力作用,在纤维附近的基体可能出现异常的结晶形态界面横晶。
聚丙烯是一种分子链缺乏活性基团的非极性聚合物,很难与玻璃纤维形成有效的界面结合,人们通过对纤维及基体的改性提高了两者的界面结合。
碱性环境中玻璃纤维增强聚丙烯复合材料的力学性能评估
碱性环境中玻璃纤维增强聚丙烯复合材料的力学性能评估引言：玻璃纤维增强聚丙烯复合材料是一种常用的结构材料，广泛应用于航空航天、汽车制造、建筑与民用工程等领域。
然而，在特定应用环境下，如碱性环境，材料的性能可能会受到影响。
本文旨在评估碱性环境中玻璃纤维增强聚丙烯复合材料的力学性能，为相关工程应用提供参考。
材料与方法：本研究使用碱性环境中的玻璃纤维增强聚丙烯复合材料进行力学性能评估。
采用标准的试样制备方法，将玻璃纤维与聚丙烯树脂进行混合，通过热压成型制备出试样。
试样尺寸符合国际标准要求，以确保可靠的测试结果。
接下来，将试样分为两组，一组置于常规环境，另一组置于碱性环境中。
常规环境条件下的试样将用作对照组，以评估碱性环境对材料性能的影响。
将试样浸泡在碱性溶液中，浓度和温度等环境参数须根据实际工程应用进行选择。
浸泡时间将根据试验计划制定。
力学性能测试将包括拉伸、弯曲和冲击等项目。
拉伸测试将使用万能试验机进行，根据国际标准进行计算，得出材料的强度、弹性模量等参数。
弯曲试验使用弯曲试验机，以评估材料的弯曲刚度和强度。
冲击试验测量材料的吸能能力。
结果与分析：通过对不同环境中的试样进行力学性能测试，得到了如下结果。
实验结果表明，在碱性环境中，玻璃纤维增强聚丙烯复合材料的拉伸强度和弯曲强度相较于常规环境有所下降。
这可能是由于碱性环境中的特殊化学反应引起的。
此外，试样在碱性环境中的弯曲刚度也略有降低。
然而，材料的弹性模量在碱性环境下表现出相对稳定的性能。
冲击强度方面，试验结果显示在碱性环境下的玻璃纤维增强聚丙烯复合材料的吸能能力减弱。
这些结果表明，在碱性环境中，玻璃纤维增强聚丙烯复合材料的力学性能可能会受到一定程度的损害。
因此，在设计和应用这种复合材料时，必须充分考虑环境因素，特别是碱性条件下的性能表现。
结论：本文通过对碱性环境中玻璃纤维增强聚丙烯复合材料的力学性能评估，得出以下结论：1. 碱性环境对玻璃纤维增强聚丙烯复合材料的拉伸强度和弯曲强度有一定程度的负面影响；2. 在碱性环境下，材料的弯曲刚度略有降低，而弹性模量相对稳定；3. 在碱性环境中，玻璃纤维增强聚丙烯复合材料的冲击吸能能力减弱。
玻纤增强聚丙烯复合材料研究进展
玻纤增强聚丙烯复合材料研究进展玻纤增强聚丙烯复合材料是一种重要的结构材料，具有重量轻、强度高、耐腐蚀、低成本等优点，被广泛应用于汽车工业、航空航天工业、建筑工业等领域。
近年来，研究人员对玻纤增强聚丙烯复合材料的性能改进和应用拓展进行了大量的研究，取得了一系列进展。
首先，研究人员在制备方法上进行了改进。
传统的制备方法主要包括熔融混合法和熔融浸渍法，但这些方法存在着处理时间长、工艺复杂和产品质量不稳定等问题。
为了解决这些问题，研究人员提出了一种无溶剂浆糊法来制备玻纤增强聚丙烯复合材料。
该方法利用溶剂将纤维和聚合物混合，制备成浆糊后，通过简单的加压和加热处理，将其制备成复合材料。
这种方法具有工艺简单、制备速度快、产品质量稳定等优点。
其次，研究人员对复合材料的强度和耐久性进行了改进。
玻纤增强聚丙烯复合材料的强度主要取决于纤维与基体的结合性能。
为了提高纤维与基体之间的结合性能，研究人员采用了表面修饰和界面增强等方法。
通过表面修饰，可以增加纤维的亲和性，提高纤维与基体之间的结合能力；通过界面增强，可以增加纤维与基体之间的相互作用力，提高复合材料的强度和耐久性。
此外，研究人员还研发了一种无腐蚀性玻纤增强聚丙烯复合材料，使其具有更好的耐腐蚀性能。
再次，研究人员对复合材料的应用进行了拓展。
玻纤增强聚丙烯复合材料除了在传统的汽车工业、航空航天工业、建筑工业等领域应用外，还被应用于新能源汽车、电子产品等领域。
研究人员通过在复合材料中添加导电填料，制备成导电复合材料，使其具有导电性能，可以用于制作电子产品中的导电部件。
此外，研究人员还研发了一种具有阻燃性能的玻纤增强聚丙烯复合材料，可以用于航空航天工业中的阻燃材料。
综上所述，玻纤增强聚丙烯复合材料的研究进展主要体现在制备方法的改进、强度和耐久性的提高以及应用的拓展。
随着研究的深入，相信玻纤增强聚丙烯复合材料将会在更多的领域得到应用，并发挥其独特的优势。
碳纤维增强聚丙烯复合材料的研究进展及应用
第47卷第22期2019年11月广 州 化 工Guangzhou Chemical IndustryVol.47No.22Nov.2019碳纤维增强聚丙烯复合材料的研究进展及应用*赵彩纯,庞国星,崔之灿,李 鑫,彭智权(北华航天工业学院,河北 廊坊 065000)摘 要:碳纤维(CF)增强聚丙烯(PP)复合材料以其轻质高强的特点被国内外学者广泛研究应用㊂本文主要介绍了PP /CF复合材料在国内外的研究进展及性能研究㊂PP /SCF 复合材料具有较高的机械性能和良好的加工性能,向PP 中加入适量的碳纤维,材料的硬度㊁拉伸强度㊁冲击强度㊁弯曲强度等均有显著提高,材料的热性能㊁导电性㊁降解性等均有明显的改善㊂PP /SCF 复合材料在国外已成功应用于汽车领域等先进制造业,国内应用市场广阔㊂关键词:碳纤维;聚丙烯;复合材料;性能;应用 中图分类号:TQ327 文献标志码:A文章编号:1001-9677(2019)22-0017-03*基金项目:北华航天工业学院硕士研究生科研创新项目(YKY-2018-14)㊂第一作者:赵彩纯(1991-),女,硕士研究生,主要从事新材料及精密成型技术㊂Research Progress and Application of Carbon Fiber ReinforcedPolypropylene Composites *ZHAO Cai -chun ,PANG Guo -xing ,CUI Zhi -can ,LI Xin ,PENG Zhi -quan (North China Institute of Aerospace Engineering,Hebei Langfang 065000,China)Abstract :Carbon fiber (CF)reinforced polypropylene (PP)composite material has been widely studied and applied by scholars at home and abroad for its light weight and high strength.The research progress and properties of PP /CF composites at home and abroad were introduced.PP /SCF composite material had high mechanical properties and good processing properties.Adding an appropriate amount of carbon fiber into PP can significantly improve the hardness,tensile strength,impact strength and bending strength of the material,and significantly improve the thermal properties,electrical conductivity and degradation of the material.PP /SCF composite materials were successfully applied in advanced manufacturing industries such as automobile industry abroad,and the domestic application market was broad.Key words :CF;polypropylene;composite material;properties;application碳纤维因具有高强度㊁高模量,密度小,耐腐蚀等优点受到人们关注,在复合材料中被用作增强体并广泛应用㊂聚丙烯是一种被应用广泛的热塑性塑料,密度低,无毒无污染,价格低廉,一直作为人们研究的热点材料之一㊂但聚丙烯材料在使用时尚存在一些劣势,如低温时脆性大㊁成型收缩率大㊁机械强度和硬度较低㊁耐磨性差㊁易老化且耐热性差,作为结构件材料,限制了PP 应用领域的进一步拓展㊂碳纤维增强聚丙烯复合材料结合了两者的优点,改善原材料的缺点和不足,重点提高了材料的机械性能,在汽车船舶㊁航空航天㊁交通运输等领域均有广阔的应用前景[1-2]㊂目前,国内外对短碳纤维(SCF)增强聚丙烯(PP)复合材料的研究主要是通过改变短切碳纤维的长度和含量来改变复合材料的性能[3]㊂添加纤维的长度从几微米到几十微米不同,含量从百分之几到百分之几十不等[4]㊂研究表明,通过增加纤维长度和含量可以提高复合材料的机械性能,增加材料的粘度,提高热稳定性,降低材料的流动性㊂但纤维长度过长可能在加工过程中造成纤维断裂,同时含量过高会降低材料的流动性,给材料的成型加工造成困难㊂1 PP /SCF 复合材料国内外研究进展国外从20世纪70年代开始对PP /SCF 复合材料进行研究,旨在制造出轻质高强的新型复合材料㊂Rezaei 等[5]采用熔融共混和热压技术制备了PP /SCF 复合材料,本句建议改为利用SEM㊁DSC㊁万能电子实验机等对材料的力学性能㊁热稳定性进行表征,结果表明,材料的力学性能随纤维的增加而增强㊂材料的热稳定性也随纤维的增加而增强㊂向复合材料中加入SCF,能改善材料的热降解性㊂DMA 结果表明,材料的储能模量和损耗模量随纤维长度的增加而有所提高㊂玻璃化转变温度也随之有所提高㊂Rezaei 等还发现纤维在PP /SCF 复合材料的结晶中起到成核作用㊂在复合材料中加入纤维能明显增强复合材料的力学性能㊂他们通过电镜观察,认为纤维与聚合物具有良好的附着性㊂在纤维较短时,决定复合材料流动性是聚合物㊂短纤维取向一致可提高复合材料的机械性能㊂Nevin Gamze Karsli 等[6-7]在PP /SCF 复合材料中加入马来酸酐接枝的聚丙烯,以此来改善SCF 与PP 的表面性能㊂结果表明,材料的拉伸强度㊁模量㊁硬度等均有所提高,但材料的结晶度有所下18 广 州 化 工2019年11月降㊂Nevin Gamze Karsli 等[8]通过仪器设备和图像分析程序观察了复合材料中纤维的初始长度和最终长度㊂结果发现,纤维的最终长度与初始长度没有绝对的关联,纤维在加工成型过程中会发生断裂,故纤维的最终长度与工艺参数有关㊂国内很早就开始对短纤维增强聚合物复合材料进行研究,但对SCF 增强PP 复合材料研究较少㊂最初,人们主要关注纤维长度和纤维含量对复合材料性能的影响㊂李鑫等[9-10]制备了聚丙烯/短碳纤维复合材料并研究了其力学性能㊂结果表明复合材料的拉伸强度随SCF 含量的增加而增加,但增加到一定程度后趋于稳定,当SCF 含量达到6%时,拉伸强度达到极值㊂倪燕等[11]在PP 中加入了10%的SCF 并发现,材料的熔体指数和断裂伸长率降低,成型收缩率减小,电导率降低,热变形温度提高㊂陈姗等[12]选取3种不同规格的短切碳纤维制备了聚丙烯/碳纤维复合材料,并对其力学性能㊁熔体流动性能㊁硬度和热稳定性等性能进行了研究㊂研究发现,当CF 的长度达到7nm 时,复合材料的拉伸强度㊁弯曲强度和冲击强度显著提高,断裂伸长率降低㊂随着研究的不断深入,人们逐渐发现SCF 和PP 的结合界面对材料的性能有很大影响,于是人们使用各种方法增强材料的结合能力㊂李鑫㊁戈翔㊁袁海兵等[13-14]均采用马来酸酐接枝聚丙烯(PP-g-MAH)作为相容剂,结果表明:PP-g-MAH 使能增强材料呈现假塑性流体状态,材料的力学性能增强,但流动性降低㊂2 PP /SCF 复合材料的制备方法PP /SCF 复合材料的强度高,密度低,应用前景广阔,其制备方法以挤出成型和注塑成型为主[15-16],常用设备包括密炼机㊁注塑机㊁高速混合机㊁螺杆挤出机等㊂图1 PP /SCF 复合材料制备过程图Fig.1 Preparing process diagram of PP /SCF composites 陶振刚等[17]研究了工艺参数对PP /SCF 复合材料流动性能的影响㊂他们应用正交实验设计理论,选取熔体温度㊁注塑压力㊁保压压力㊁注塑速度四个因素对PP /SCF 复合材料的流动性能做出分析㊂研究发现,注塑温度和注塑压力对PP /SCF 复合材料的影响显著,熔体温度和注塑速度影响较小㊂提高注塑温度和注塑压力可以降低复合材料的粘度,增加材料的流动性㊂与此同时,他们还发现,CF 在聚合物中的取向对复合材料的流动性影响很大㊂CF 取向一致时,流动性较好㊂为提高SCF 与PP 的结合能力,改善SCF 与PP 的界面效应,常在共混前对CF 和PP 进行改性处理㊂对CF 的预处理包括氧化法和非氧化法㊂液相氧化法因具有原料易得㊁设备简单㊁操作便捷㊁改性效率高等优点被广泛应用,常用的氧化剂有高锰酸钾㊁次氯酸(钠)和浓硝酸等[18]㊂徐才华等[19]使用65%的浓硝酸对碳纤维表面进行改性,所得复合材料与改性前相比较㊂拉伸强度和拉伸模量均有所提高㊂大连大学的常慧云等[20]采用自由基溶液聚合法制备了丙烯酸十二烷基酯㊁苯乙烯和3-甲基丙烯酰氧基三甲氧基硅烷的三元共聚物作为改性剂对碳纤维进行改性,使SCF 和PP 的界面得到较大改善㊂3 PP /SCF 复合材料的结构与性能3.1 复合材料机械性能PP /SCF 复合材料由增强体短切碳纤维与基体聚丙烯组成,纤维主要承担复合材料所受载荷,故纤维的最终长度和含量对复合材料的机械性能有很大影响㊂随着纤维长度的增加,复合材料的拉伸强度,冲击强度㊁弯曲强度不断提高,断裂伸长率降低㊂纤维的最终长度与纤维的初始长度有关,但没有必然联系㊂纤维过长会导致纤维在加工过程中断裂,不能起到增强增韧的效果㊂研究表明,纤维在10mm 左右增强效果最佳㊂纤维的含量对复合材料的机械性能也有很大影响㊂含量越高,材料的机械性能越好㊂但含量过高会影响材料的流动性,研究发现,纤维含量在25%~35%最佳㊂3.2 复合材料加工性能PP /SCF 复合材料除具有较高的机械性能外,还应具有良好的加工性能㊂良好的加工性能主要指低的熔体流动速率,低的线性收缩率㊂聚合物在成型过程中处于粘流态,此时材料的流动性对它的加工和成型有很大影响[21]㊂材料的流动差,在加工过程中会出现溢料,制件发黄等问题,所以研究复合材料的流动性是材料广泛应用的基础㊂复合材料流动性能的大小用粘度值来表征,粘度越大,流动性越差㊂在PP 中加入SCF 会降低材料的流动性,且纤维含量越高,流动性降低越明显,研究表明,碳纤维以一定长度分布于复合材料中,它本身不能熔融,不具有流动性㊂纤维之间的相互摩擦和缠结,妨碍了熔体的流动,碳纤维含量越高,这种妨碍越明显,导致材料流动性降低㊂虽然提高温度可以增加材料的流动性,但一味提高温度,有可能造成材料分解,影响材料的使用性能㊂3.3 复合材料的其他性能复合材料的热性能㊁结晶度㊁导电性等亦是复合材料的研究重点[22-24]㊂复合材料的熔点与碳纤维含量关系不大,熔点不随纤维含量变化而变化㊂复合材料的结晶度随碳纤维含量的增加有所提高㊂随碳纤维含量的增加,纤维在PP 基体内部形成导电网络,使复合材料的电阻率降低,导电性能明显增强㊂且当碳纤维含量在10%~20%时,材料具有永久性防静电效果㊂4 PP /SCF 复合材料的应用研究PP /SCF 复合材料除具有低密度高强度的优良性能外,还具有良好的导电性,耐沸水和耐温水性,且在氯和强碱中依然能保持其强度㊂早在20世纪80年代,日本已研发出碳纤维含量15%和25%的PP /SCF 复合材料,这些材料可以应用在一些耐化学品的零件和管道中㊂SCF 的引入能增加材料的力学性能㊁硬度,提高材料的热稳定性,改善材料的热降解性,对材料的结晶和流动性也有显著影响㊂近年来,国内对PP /SCF 复合材料的研究仍以高效为主,主要以碳纤维长度和含量的改变为主要研究方向,或以SCF 和PP 的表面改性来提高复合材料的性能㊂国外对PP /SCF 复合材料已从高校过度到企业,从研究转向生产,力求制造出性能好,应用性强的PP /SCF 复合材料㊂第47卷第22期赵彩纯,等:碳纤维增强聚丙烯复合材料的研究进展及应用19随着社会的发展和环境问题的日益凸显,人们对材料的要求逐渐由高性能材料向环境友好型材料转变,人们越来越关心材料的降解和可回收性能㊂碳纤维增强热塑性复合材料在一定温度范围内能反复加工,可重复利用,其加工成型方法主要以注塑成型和挤出成型为主,加工方法简单,产品收缩率小,作为理想的替代材料被广泛应用研究㊂奥地利的Borealis公司在2013年底推出一系列短碳纤维增强PP复合材料㊂福特公司在2018年推出了一款的运动型SUV,该车使用了Borealis公司生产的再生碳纤维增强聚丙烯PP复合材料,用来代替原来使用的ASA材料,使重量减少了14%,成本也大幅降低㊂虽然碳纤维的添加量仅有6%,但是材料的刚性能够达到4000MPa,而密度仅有0.93g/m3㊂未来,PP/SCF复合材料还将广泛应用于汽车结构件或内饰件,摩托车零部件等领域㊂5 结 语PP/SCF复合材料的研究结果表明,向PP中加入适量的碳纤维,材料的硬度㊁拉伸强度㊁冲击强度㊁弯曲强度等均有显著提高,材料的热性能㊁导电性㊁降解性等均有明显的改善㊂PP/SCF复合材料性能优越,设计自由度大,在汽车船舶㊁航空航天等高新领域有广阔的应用前景㊂PP/SCF复合材料的表面改性㊁加工工艺参数等问题仍有很大的研究价值,未来将成为研究热点㊂参考文献[1] 张帅.纤维复合材料在航空工业中的应用[J].军民两用技术与产品,2017(2):177.[2] 吴纯,张伟,郑义.长玻纤改性聚丙烯在汽车领域中的应用与展望[J].上海塑料,2016(4):23-25.[3] Wan Y,Matsuo T,Ohsawa I,et al.Effects of curvature on strengthand damage modes of L-shaped carbon fiber-reinforced polypropylene [J].Journal of Reinforced Plastics and Composites,2014,33(14): 1305-1315.[4] Swolfs Y,Verpoest I,Gorbatikh L.Recent advances in fibre-hybridcomposites:materials selection,opportunities and applications[J].International Materials Reviews,2019,64(4):181-215. 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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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纤维增强聚丙烯复合材料及其在汽车中的应用玻璃纤维毡增强热塑性片材（Glass Mat Reinforced Thermoplastics，简称GMT）作为先期研发应用成功的一种热塑性复合材料，曾对汽车工业采用新材料产生了积极而又深远的影响，至今仍方兴未艾。
近年来，车用纤维增强聚丙烯复合材料的研究和应用又有了新的发展——自增强聚丙烯（SR-PP）和长玻纤增强聚丙烯（LGFPP）的开发应用成功使其成为汽车工业中的新宠。
1 N# H* U$ H9 Z在汽车塑料件所用塑料材料中，聚丙烯是用量最大、发展最快的塑料品种，其原因不仅是由于聚丙烯材料本身具有密度小、成本低、产量大、性价比高、化学稳定性好、易于加工成型和可回收利用等突出特点，而且还因为该种材料可通过共聚、共混、填充增强等方法得到改性，因而可适合不同的汽车零件的使用性能要求。
目前可用于汽车零部件的聚丙烯材料已有多个牌号的品种，可分别作为汽车保险杠、仪表板、方向盘、车门护板、发动机冷却风扇以及车身暖风组件等多种零部件的材料。
尽管如此，为了提供高性能品种以满足高品质汽车在美观、舒适、安全、防腐以及轻量化方面提出的更高要求，人们仍然在不断地进行着聚丙烯材料的改性和应用方面的研究。
自增强聚丙烯复合材料8 N" g: f: K+ E- N% T0 o/ d自增强聚丙烯复合材料(Self-Reinforced Polypropylene Composite，简称SR-PP)是一种由高定向性的聚丙烯纤维和各向同性的聚丙烯基材组成的100%聚丙烯片材。
SR-PP是继GMT之后国外最新开发应用的一种热塑性复合材料，它由英国Leads大学研制成功。
2002年初，Amoco纤维有限公司在德国Gronau建立了第一条年产5000t SR-PP的生产线，其生产的产品目前主要用作车底遮护板。
自增强聚丙烯片材加工制备工艺的要素可概述为：将高模量的聚丙烯带排列起来，在适宜的温度和压力条件下，使每条带的薄层表皮熔融在一起，在冷却过程中，这种熔融的材料凝固或重结晶，从而粘合成为一个整体结构。
由于生成的热压实片材由同一种聚合物材料所组成，再加上物相之间分子的连续性，使片材中纤维/基材间有着优异的粘合性。
此外，由于每条定向带表面膜层的熔融效应，从而克服了GMT材料中增强玻璃纤维需要浸润处理的问题。
自增强聚丙烯片材热压实制备工艺如图1所示。
国外有关专家在对自增强聚丙烯复合材料的性能进行研究后指出，SR-PP片材的刚性和强度与GMT材料很接近（弹性模量均在5GPa左右），但较GMT材料轻20%～30%。
此外，与随意纤维方向排布的GMT片材和NMT（天然纤维增强聚丙烯）片材不同的是，SR-PP片材生产中使用的编织纤维结构使整个零件具有均匀一致的机械性能，可将加工零件的厚度进一步减薄20%～30%，这样就可以使成品的总重量减轻50%左右。
表1列出了SR-PP、GMT和均聚PP三种材料的性能对比。
从表中数据可以看出，SR-PP的抗冲击性能呈现出最大优势，由于其全聚丙烯结构的原因，材料具有高水平的破坏应力，其悬臂梁冲击试验的数据比GMT材料高出6倍以上，特别是在低温下的抗冲击性能更突出，-40℃下的低温冲击性能不仅没有降低，甚至比常温下还高出近2倍，此外，常温下的拉伸强度比GMT材料也高出近2倍。
将SR-PP片材进一步加工成零件的工艺同GMT材料基本上是一样的，都是先将半成品片材预热后再放到模具中压制成型，SR-PP片材的预热温度通常为160℃～170℃，在成型过程中可以将制品加工得很薄。
此外，其成型温度还适合于直接叠加其他材料如吸音泡沫和合成革。
典型的应用是在Hercedes A级轿车上的由SR-PP制作的车底遮护板。
SR-PP片材及用其制作的车底遮护板除了具有重量轻和良好的抗冲击性能外，还具有优异的抗石击耐磨性。
为了验证这一性能，国外的有关专家在相同条件下，分别对GMT20(20%玻纤含量的GMT)、GMT35(35%玻纤含量且加有PET增强纤维)、NMT(天然纤维增强PP)和SR-PP进行了石粒冲击磨损对比试验。
其方法是将规定尺寸分布的石粒按试验条件喷射到材料表面，耐磨性以一定厚度的材料上(均为2.3～2.4mm厚的板材)出现一定直径的空洞所需要的时间来评定，试验结果如图2所示。
由图2可以看出，如果将GMT20材料作为基准，SR-PP呈现出最高的抗石击耐磨性，即使高玻纤含量且加有PET增强纤维的GMT35材料也达不到SR-PP所具有的耐磨性。
这就使得SR-PP特别适用于车底部件的生产，它使车底部件采用更薄的材料成为可能，从而在减重方面具有更大的潜力。
( Y9 `8 u6 C% ~& b ] 作为单一组份的聚合物材料，自增强聚丙烯复合材料SR-PP比GMT和NMT更具有环境友好性。
SR-PP制品不仅便于回收再利用，而且由于聚丙烯材料具有良好的耐老化性能，在回收利用时可使制品保持较好的机械性能。
- Y# C! `- g, c+ u& d长玻纤增强聚丙烯8 E, w; h0 \. m' s- P在车用玻璃纤维增强塑料中，长玻纤增强聚丙烯(Long Glass Fiber Reinforced Polypropylene.简称LGFPP)是倍受人们关注的新品种之一。
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。
由于强度的要求，以往的模块载体通常由以聚丙烯为基材的玻璃纤维毡增强热塑性塑料(GMT)或金属板材经冲压制得。
由于采用压制成型，很难对多种零件进行集成。
而为了提高刚性和强度以及为了得到薄的成型厚度，还需要使用加强筋。
此外，还需要通过其他步骤来去除成型零件的飞边和毛刺。
上述所有因素都制约了汽车模块制品重量和成本的降低。
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。
然而，玻璃纤维在注射成型的过程中可能被损坏而得不到所需的强度。
3 y7 r& _( s! ~9 r4 J2 F3 u8 x为了使玻璃纤维在塑料中很好地起到提高强度的作用，必须使玻璃纤维长度大于其临界长度Lo。
有关资料表明，当纤维长度小于此临界长度的纤维增强塑料受到一定载荷时，纤维就会被拔出，纤维的强度就不能得到充分发挥。
临界长度Lo与具体的塑料品种有关，就玻纤增强聚丙烯而言，其Lo为3.1mm。
然而，一种经过化学改性的PP的Lo 可降到0.9mm，而普通短纤维增强塑料的Lo则更小，玻纤长度一般只有0.2～0.6mm。
由此表明，破坏模式主要是纤维被拔出而无法满足模块载体材料的强度要求。
因此，开发应用长玻纤增强聚丙烯及其注射成型技术，就是要制备出增强玻纤长度在10mm左右的聚丙烯原料，并通过改进的注射成型工艺，保证制品中的玻纤长度在3～5mm。
: [7 H! ~; g) K1 W" C1 W; i2 s F2002年，国外开发成功长玻纤增强聚丙烯注射成型技术，并将这种技术成功地用于生产马自达6型汽车前端模块和车门模块载体。
该项技术包括两个方面：一是对玻纤增强聚丙烯的材料改性，即采用一种超低熔融粘度的聚丙烯树脂（树脂熔体流动速度为300g/10min），使包裹在其中的玻璃纤维在注射成型过程中受到较小的螺杆推进剪切力，以减少玻璃纤维的长对慧损，同时添加一种高结晶结构的聚丙烯树脂来保证注射成型件的强度。
通过这种树脂共混改性，解决了材料流动性和制品强度的矛盾，从表2列出的试验对比数据可以看出，经共混改性后的长玻纤增强聚丙烯(LGFPP)的弯曲模量、弯曲强度和冲击强度三种机械性能已与玻纤毡增强聚丙烯(GMT)的同一性能相当，其流动性也比普通的玻纤增强聚丙烯(FGPP)的流动性提高了30%。
二是对注射成型工艺的改进，即通过对螺杆的几何形状进行改进（如图3所示），如加深螺槽、加宽螺齿间距、对螺杆头进行优化设计以及通过扩大热流道的方式，使玻纤增强树脂在注射过程中得以平缓流动以降低塑化过程中树脂承受的高剪切力，从而达到减少玻纤长度受损的目的。
在使用长玻纤增强聚丙烯原料的条件下，改进型的低剪切力螺杆注塑制品所得平均玻纤长度为普通螺杆注塑制品所得平均玻纤长度的1.7倍，如图4所示。
这种长玻纤增强聚丙烯注射成型技术的特点是：● 相对于用一般螺杆注射成型短玻纤增强高熔融粘度聚丙烯的普通工艺而言，由于玻纤受到较小的剪切力，使制品中的玻纤长度为采用普通工艺所得玻纤长度的10倍（普通工艺所得制品的玻纤长度一般为0.5mm），制品的抗冲击强度提高了3倍，将此材料用于马自达6型前端模块载体，重量减轻了9kg。
● 树脂中超低粘度组份的加入使之较普通玻纤增强聚丙烯和玻纤增强尼龙的成型流动性提高了30%，这可使其与多种零件相集成且具有更薄的成型厚度，从而降低了制造成本。
● 长玻纤的增强以及高结晶聚丙烯树脂的加入使材料在120℃时的高温疲劳强度为普通玻纤增强聚丙烯的2倍，甚至比以耐热性著称的玻纤增强尼龙高出近17%，因而这种新材料具有作为结构件所需的耐久性和可靠性。
● 超低粘度组份使制品表面形成厚塑料层，它可阻止玻纤暴露于制品的表面而达到美化外观的作用，可免除普通玻纤增强塑料表面需用涂料进行处理的过程。
● 这种聚丙烯基材有很好的再生性，即便是再生材料也同普通玻纤增强聚丙烯具有同等的物理性能和机械性能。
● 作为汽车模块载体材料，长玻纤增强聚丙烯的开发成功使之不只被应用在马自达汽车上。
最近，新福特Fiesta车型前门模块也相继由Owens Coring汽车公司开发成功，该车门模块集成了多种功能元件，诸如门锁、车门玻璃升降器、扬声器、防盗装置等，采用的载体材料是DSM公司的牌号为StaMax P30YM240长玻纤增强聚丙烯材料。
在开发该车门模块的过程中，一些专家对注射成型用长玻纤增强聚丙烯材料的性能进行了深入的研究，特别是对该种材料的抗蠕变性能进行了研究，结果表明，长玻纤增强聚丙烯材料即使经受100℃的高温也不会产生明显的蠕变，且比短玻纤增强聚丙烯有着更好的抗蠕变性能。
长玻纤增强聚丙烯在100℃时不同应力下的蠕变性能以及与短玻纤增强聚丙烯蠕变性能的比较如图5和图6所示。
* A0 r$在高温和长时间低负荷条件下，长玻纤增强聚丙烯材料不会产生变形，可使其制品具有良好的尺寸稳定性，这可从批量生产的新福特Fiesta车型前门模块的尺寸实测结果中得到证实。
目前，随着汽车零部件模块化曰益引起人们的重视且越来越多地得到应用，长玻纤增强聚丙烯无疑将成为一种理想的模块载体材料，为此有人预言，LGFPP材料将成为GMT材料作为汽车模块应用的替代品。