热塑性复合材料

热塑性复合材料

一、热塑性复合材料的现状和发展趋势

热塑性复合材料可在熔融状态下可成为无定形状的制品，并可再加热熔融而制成另一种形状的制品，还可重复多次再生使用而其物理机械性能不发生显著的变化。另外，它可一次性制成形状十分复杂而尺寸十分精密的制品，生产周期仅需数分钟。由于热塑性塑料经过增强后，性能大为提高，有些机械性能已跨进了金属强度的范围，从而大大扩展了复合材料的使用范围，可以代替金属和木材。

热塑性复合材料抗冲击损伤容限高，冲击后残余压缩强度比热固性复合材料大，并且热塑性复合材料具有好的热压缩强度。由于热塑性复合材料加工中的高温和高粘度，所使用的模具成本高，而且热塑性树脂高温强度和化学稳定性不如热固性树脂，加上使用经验不足，应用还不十分广泛。

在过去5年里，全球热塑性复合材料（TPC）市场需求显著增长，预计未来5年全球TPC出货量将以5.9%的速度增长，2014年TPC市场将达到62亿美元。

全球领先的管理咨询和市场研究机构Lucintel公司对世界TPC市场进行全面分析后，发表了一份题为《2009~2014年全球热塑性复合材料市场的机遇：趋势、展望与机会分析》的研究报告。按照这项研究，最近5年TPC的热点是LFT 即长纤维增强TPC应用。运输行业成为TPC最大的市场，超过了消费品市场。为了获得竞争优势，材料供应商已经将技术开发重点放在客户定制解决方案上，秉承以客户需求为导向、以创新为推动的发展战略，从而实现更广泛的市场渗透。文中还指出，TPC供应商必须理顺价格，改善加工性能、产品性能，提高生产效率以及产品回收率。

二、热塑性复合材料的应用

（1)作为金属材料的取代物

多年以来，热塑性复合材料正在替代轿车和轻型货车上的金属部件，这不仅仅是为了获得美观的外壳，更主要的是集成起来的组件可以降低重量和成本，并且大大简化了生产线的操作。具体说来其优点如下：

降低成本—用热塑性复合材料制造零件部件，使原先需组合的零件简化成一个整体部件，从而提高生产效率，降低废/次品率，最终降低成本。

降低重量—热塑性复合材料的密度一般为0.9g/cm^3-1.6g/cm^3，大大低于金属材料，用这种材料制造汽车零配件，可减轻汽车重量，节省燃料，提高燃料使用率，亦符合环保要求，减轻汽车重量100Kg，可降低燃料消耗8-11.5L；减轻200Kg，则可降低燃料消耗21-26L，效果明显。

提高生产效率—采用热塑性复合材料制造零部件，从设计到投产所需的时间缩短，原先需花4年作一个小的设计变动，用8年来引进一个新的工艺，现在更新一条生产线平均只需24个月。

降低噪音，增加舒服感—顾客需要汽车内部的舒适，这就需要更多的塑料制品（包括仪表板，座椅，汽车内部装潢部件）。热塑性复合材料的内部阻尼很高，消音效果良好；并且着色容易，如可连续染色、涂漆、镀金属等。

耐腐蚀—比金属更耐腐蚀，更耐电镀盐类的腐蚀，尤其是对甲醇含量高的汽油有更好的耐蚀力。

电阻值高—有良好的绝缘性能。

（2）作为热固性塑料的取代物

热塑性复合材料能够多次再生使用的优点是应用中取代热固性树脂的主要经济动力。当考虑整个系统的成本（而非原材料本身的简单成本）时，生产热塑性复材部件可降低零件数量，从而降低成本。因为浇口、流道以及别的部分的冷凝料都可和新的树脂混合而重新利用。

另外，和热固性塑料相比，大多数热塑性材料有更低的密度，使用热塑新型复合材料零部件更能减轻汽车重量。

其次是提高生产率。热塑性材料比热固性材料有更多的优越性。