(完整版)天然纤维增强热塑性复合材料
天然纤维增强复合材料的性能及其应用_邹君
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前
言
的热点之一。本文就天然纤维增强复合材料 的一些性能及应用进行探讨。
纤维增强复合材料作为材料科学的一 个重要分支， 以其优异的性能取得了飞速发 展， 并且在社会各领域得到了越来越多的应 用。传统的纤维增强复合材料是由玻璃纤 维、 芳香族聚酰胺纤维或碳纤维等人造合成 纤维组成的，它们一般都存在着耗能大、 造 价高、 易造成环境污染等问题。与玻璃纤维 及碳纤维相比， 各种天然纤维（ 如麻纤维、 竹 纤维、 甘蔗渣纤维等） 具有价廉、 可回收、 可 降解、 可再生等优点， 其复合材料的研究与 开发应用， 近年来成为人们对材料研究开发 麻、 竹等含纤维素的天然植物具有质轻、 廉价易得的特点， 其化学组成以纤维素为主， 其次是半纤维素、 木质素、 甲胶等， 植物纤维 本身就是天然的复合材料。各种纤维具有各 自的性能优势，如麻的纤维长度是天然纤维 中最长的， 具有高强低伸的特性， 适合做复合 材料增强剂。麻类纤维的物理性能如表#$#%所 示。
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广西化纤通讯
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从表 # 中可知，虽然麻纤维的拉伸强度 和模量都比玻璃纤维低， 但是苎麻纤维的比 强度与玻璃纤维接近， 所以天然纤维完全可 以替代玻璃纤维， 作为制备环保型复合材料 的理想增强材料， 将之用来增强可降解塑料 基体， 制备可完全降解的环保型复合材料。 由于天然纤维的不均匀性和纤维与疏 水聚合物基体的不相容性， 对其在复合材料 中的增强作用还需进行更深入的研究。天然 纤维的不均匀性在于它在植物中的部位、 植 物生长地域和生长条件的不同而引起的组 成和结构差异。纤维素大分子的重复单元中 每一基环含有 $个羟基（ ， 这些羟基在分 %&’） 子内或分子间形成氢键， 并使植物纤维具有 纤维素的亲水 亲水性， 含湿率达 () —#!*+)。 性也是导致其在增强复合材料应用局限性 的一个重要原因。复合材料的性能取决于组 分的性能和组分间的界面相容性。纤维素类 聚合物中的羟基可与基体聚合物之间形成 强烈的分子间氢键、共价键或其它化学键， 但是纤维素中未反应羟基的吸湿性会引起 基体聚合物与纤维之间的粘附性变差， 这样 就使纤维素增强材料在使用过程中随时间 推移而解除键合。缺乏良好的界面粘合性所 导致的恶果是界面张力的增加， 材料多孔性 和环境降解的出现 。一般可通过对纤维进
SABIC推出天然纤维增强热塑性材料
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SABIC 推 出 天 然 纤 维 增 强 热 塑 性 材 料
SABIC 创 新塑料公司最近已推出一 种聚酰胺 6 热塑性 复合材料 LNP Thermocomp
PX07444，它用 20%的 curauá纤维增强。据 SABIC 称，curauá纤维具有环保优势，可再生，
属于生物降解材料，比生产玻纤需更少能量。此外，SABIC 坚称该纤维比玻纤轻，摩擦性
● 三点弯曲和四点弯曲
◆ （1得）到得同 到同样样的的弯弯曲曲应应力力，，四四点 点 弯弯曲曲有有大大一一倍倍 的的 剪应剪力应，力剪，应剪力 影应响力更影大响；更大；
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该纤维与其它天然纤维（如剑麻、黄麻和亚麻）相比，有更高的力学强度。采用聚酰胺
6 和 curauá纤维制成的复合材料具有和矿物填充复合材料相似的力学性能，与玻纤增强复合
天然纤维复合材料
天然纤维复合材料天然纤维复合材料是一种由天然纤维和树脂等多种材料组合而成的新型复合材料，具有轻质、高强度、环保等优点，被广泛应用于航空航天、汽车制造、建筑材料等领域。
本文将从天然纤维复合材料的定义、分类、制备工艺以及应用领域等方面进行详细介绍。
天然纤维复合材料是以天然植物纤维为增强材料，再通过树脂等粘结剂将其粘结在一起形成的复合材料。
根据不同的增强材料种类，可以将天然纤维复合材料分为木质纤维复合材料、竹质纤维复合材料和棉麻纤维复合材料等多种类型。
这些复合材料不仅具有天然纤维的优良性能，还能通过树脂的增强作用，提高其整体性能，广泛应用于各种领域。
制备天然纤维复合材料的工艺主要包括原料处理、纤维预处理、树脂浸渍、成型和固化等多个步骤。
首先，需要对天然纤维进行预处理，包括去除杂质、调节含水率等。
然后将处理好的纤维与树脂进行混合，并通过浸渍等方式使得树脂充分渗透到纤维中。
最后，将混合好的材料进行成型，通过加热或固化剂等手段使其固化成型。
这样制备出的天然纤维复合材料具有良好的力学性能和稳定的化学性能。
天然纤维复合材料在航空航天、汽车制造、建筑材料等领域有着广泛的应用。
在航空航天领域，天然纤维复合材料因其轻质高强的特性，被用于制造飞机的舱壁、内饰等部件，能够有效减轻飞机重量，提高燃油效率。
在汽车制造领域，天然纤维复合材料被应用于汽车内饰、车身结构等部位，能够提高汽车的安全性和舒适性。
在建筑材料领域，天然纤维复合材料被用于制造环保型的建筑材料，具有良好的隔热、隔音效果，符合现代建筑的环保理念。
综上所述，天然纤维复合材料作为一种新型的复合材料，具有广阔的应用前景。
随着科技的不断进步和人们对环保材料的需求增加，天然纤维复合材料必将在未来得到更广泛的应用和发展。
相信在不久的将来，天然纤维复合材料将成为各个领域中不可或缺的一部分，为人类社会的发展做出更大的贡献。
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。
天然纤维增强聚合物基复合材料
天然纤维增强聚合物基复合材料
天然纤维增强聚合物基复合材料，是一种结合了天然纤维和聚合物基质的新型
材料。
在复合材料领域，天然纤维作为增强材料的应用已经得到广泛关注，其在提高材料性能、减轻重量、降低成本等方面发挥着重要作用。
天然纤维作为增强材料具有许多优点。
首先，天然纤维来源广泛，如木质纤维、植物纤维、动物纤维等，且具有较高的强度和模量。
其次，天然纤维具有低密度、易加工、可降解的特性，符合现代工业对可持续发展和环保的要求。
另外，天然纤维在复合材料中的表现良好，能够有效增强材料的抗拉强度、耐冲击性和耐磨性。
在天然纤维增强聚合物基复合材料的制备过程中，选择合适的天然纤维材料和
聚合物基质是关键。
不同种类的天然纤维具有不同的特性，可以根据复合材料的具体应用需求选择合适的增强材料。
同时，通过调控纤维的取向、含量和界面改性等方式，可以进一步改善复合材料的性能。
对于聚合物基质的选择和制备也至关重要，需要考虑到与天然纤维的相容性、成本、加工性等因素。
天然纤维增强聚合物基复合材料在诸多领域有着广阔的应用前景。
在汽车工业中，天然纤维复合材料可以替代部分金属材料，降低车身重量，提高燃油经济性；在建筑领域，天然纤维复合材料具有良好的吸声、隔热性能，可以应用于建筑材料制备；在航空航天领域，天然纤维复合材料因其优越的比强度和比刚度，被广泛应用于飞机结构件制备。
总的来说，天然纤维增强聚合物基复合材料作为一种新型的绿色材料，具有广
阔的应用前景和经济效益。
随着技术的不断进步和研究的深入，相信这种材料将在未来得到更广泛的应用，为推动可持续发展和环保产业做出贡献。
天然纤维增强复合材料的应用及发展前景
天然纤维增强复合材料的应用及发展前景文 | 郭耀伟 蔡 明Application and Development Prospect of Natural Fiber ReinforcedPlasticsAbstract: Natural fiber reinforced plastics (NFRP) is a new type of material that uses natural fibers and a thermoplastic resin matrix or a thermosetting resin matrix to compound. Natural fibers have a unique position in the field of composite materials for their advantages, including low density, good specific modulus performance, good sound insulation effect, recyclability and low price. Therefore, the use of natural fibers as reinforcing materials to prepare composite materials, that is, the sustainability of composite materials, has become one of the development directions of composites science and technology. At present, green composites reinforced by natural fibers have been applied in many industries, including automotive, construction, aviation, rail transit, and sporting goods.Key words: natural fiber; composites; chemical composition; mechanical performance; design method摘要：天然纤维复合材料（NFRP ）是利用天然纤维与热塑性树脂基体或热固性树脂基体复合而成的一种新型材料。
(整理)天然纤维复合材料的应用与发展.
天然纤维复合材料的应用与发展现在，复合材料已成为材料领域中的佼佼者，高性能的天然纤维复合材料更是扮演着越来越重要的角色，它的开发与应用及发展已成为全球研究的热点。
究其原因，是因为天然纤维复合材料具有许多突出的优点，来源丰富、价格低廉、可再生、可降解、高比性能等。
天然纤维复合材料的优点：⑴出色的物理性能：特有的力学性能、良好的热性能、隔音绝缘、低密度、降低工具磨损、优异的成型性以及安全的碰撞表现（无裂缝）⑵无毒、环保，有助于工作环境更健康、更安全。
⑶低成本，容易获得。
⑷因为可与玻璃纤维采用相同的工艺、工具、员工、设备、控制装置和技术，因而可实现简单的替代。
（二）分布地区：生产天然纤维的主要地理区域分布在欧洲、非洲、北美、南美、亚洲、太平洋西南岸等，这些增强材料的主要制造商都在发展中国家，成本较低。
天然纤维复合材料是利用天然纤维与热塑性树脂基体或热固性树脂基体复合而成的一种新型材料，与玻璃纤维增强复合材料相比，具有密度低、隔音效果好、比性能高、可回收、人体亲和性好等优点。
广泛应用于汽车工业、建筑工业、日用消费品等领域。
天然纤维复合材料在几千年前就有应用。
我国在2000年前，就出现了用麻丝和大漆构成的漆器，且流传至今。
利用天然纤维、天然或合成树脂进行复合的研究与开发具有较长的历史。
20世纪90年代以后，随着“生态意识”的觉醒，人们对环境保护、卫生健康越来越重视，天然纤维如麻、竹、木材、稻草、麦秸、椰壳纤维等，因其具有质轻，价廉，易得，可生物降解。
对环境无污染等特点引起人们开发应用的兴趣。
天然纤维复合材料的研究成了复合材料研究的热点之一。
天然纤维复合材料的应用领域非常广泛，如建筑用膜材，汽车及装饰用材料，包装用材料与家具等其他方面的用材。
奔驰公司称，将天然纤维复合材料应用于汽车上，可减重10%。
制造同类产品可节能80%，价格比玻璃纤维增强材料降低5%，亚麻，剑麻，椰壳纤维，棉花和大麻已用于制作装潢材料、门板、书架等。
麻纤维增强热塑性复合材料及其开发应用
８ ２
麻 纤 维 增 强 热 塑性 复合 材 料 及 其 开发 应 用
２１ ０ ０年 ５月
１ ２ ２ 力学性 能 ．．
是 热塑性 复合 材 料 的主 要工 艺 参 数 。其 中 ， 合物 聚 的熔融 黏度是 最 为重 要 的成 型 工艺 参 数 ， 决 定着 它 成 型工艺 状态 和产 品 性 能 。若 树 脂 熔 融 黏度 过 低 ， 树脂 基体 的过 渡 流 动将 导 致 不 能很 好 的覆盖 纤 维 ， 树脂 含量 过低 ， 响复合 材料 的性能 ； 影 若树 脂熔 融黏
关键 词 ：天 然 纤 维 ；亚麻 ；大麻 ；黄 麻 ； 热 塑 ；复合 材 料 ；应 用 中 图分 类 号 ：Ｔ ３ ２ Ｂ ３ 文 献 标 识 码 ：Ａ 文 章 编 号 ：１０ ０ ９ （０ ０ ０ ０ ８ ０ ０ ３— ９ ９ ２ １ ）３— ０ １— ４
目前 ， 环境 材 料 已成 为新 材 料 领 域 中 的一 个 新 的研 究方 向。在环 境 材 料 中 ， 然 纤 维 扮 演着 越 来 天
加 了其 附加 值 ， 广 了麻产 业在 世界 范 围 内的发展 。 推
图 １ 亚 麻 纤 维 的 Ｓ Ｍ 截 面 图 Ｅ
收 期： ０９ ５ ６ 稿日 ２０￣ － ２
作者简介 ：张璐 （ ９０ ） １８ ． ，女 ，在读博士 ，讲师 ，主要从事复合材料方面的研 究。
｝ ／ Ｍ ２ １ 。 ３ 旺’Ｃ ０ＯＮ
已得 到复合材 料 工 业 界 的 广泛 关 注 … 。 因此 ， 究 研 天 然纤 维热 塑性 复合材 料 的开发 及应 用成 为 了必然
的趋 势 。 １２ 麻 纤维 的特 性 ．
１２ １ 化学 组成 与结构 ．． 麻 纤维 分为 细 胞 壁 和 细胞 腔 ， 胞 壁 主 要 由纤 细
纤维增强复合材料建设工程应用技术
纤维增强复合材料建设工程应用技术纤维增强复合材料（Fiber Reinforced Composite, FRC）是一种由纤维和基体材料组成的复合材料，具有优异的力学性能和轻量化特性。
近年来，纤维增强复合材料在各个领域的应用逐渐增多，尤其在建设工程领域，纤维增强复合材料的应用技术正在引起广泛的关注和研究。
纤维增强复合材料建设工程应用技术的发展意义不言而喻。
它可以为建筑工程的结构强化、抗震加固、耐久性提升等方面提供全新的解决方案。
纤维增强复合材料可以用于加固和修复混凝土结构中的裂缝和破损；可以用于增加钢结构的承载能力和延缓腐蚀速度；还可以用于提高地基的承载能力和抵抗外力作用的能力等。
纤维增强复合材料的应用技术可以为建设工程的设计、施工和维护提供更加可靠、高效和经济的方案。
为了更好地应用纤维增强复合材料于建设工程中，我们首先需要了解纤维增强复合材料的基本组成和性能特点。
纤维增强复合材料通常由纤维和基体材料两部分组成。
纤维可以是玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维等，具有高强度、高模量和耐腐蚀等特点。
基体材料可以是热固性树脂、热塑性树脂、金属等，具有耐高温、耐化学腐蚀和良好的可加工性。
通过将纤维与基体材料相互结合，可以形成具有优异性能的纤维增强复合材料。
在纤维增强复合材料建设工程应用技术中，我们需要考虑以下几个关键问题。
选择适当的纤维增强复合材料。
不同的工程结构和使用环境需要不同性能的纤维增强复合材料。
在选择纤维增强复合材料时，需要考虑纤维类型、纤维含量、基体材料和成型工艺等因素。
对于需要高强度和耐冲击性的结构，可以选择碳纤维增强复合材料；对于需要耐腐蚀和耐高温性能的结构，可以选择玻璃纤维增强复合材料。
开展必要的力学性能测试和试验。
纤维增强复合材料的力学性能是评价其适用性的重要指标。
通过对纤维增强复合材料进行拉伸强度、弯曲强度、剪切强度等性能测试，可以了解其材料特性。
还可以通过模拟实际工程条件下的荷载试验，评估纤维增强复合材料的抗震性能和稳定性。
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。
国内外天然纤维增强复合材料的技术进展
黻
玻璃纤维
黄 麻 剑 麻 大 麻
亚 麻
维２ ０～ ３ ａ 两维 无序 （Ｄ ａ ｄ ｍ） 向纤维 ７ ～ １ ０ＧＰ ， ２ Ｒ ｎｏ 取 １
图 １ 植物纤维结构示意 图
玻 璃 纤维 是 增强 复合材 料 的 主要 原料 品种 。 高性 能 而
亚 麻 、 麻 纤维 的 抗 拉 刚性 要 优 于 玻璃 纤 维 ， 荨 机械 性 能 也 与 玻璃 纤 维 相 似 。麻纤 维 与其 他 天 然 纤维 一 样 ， 当处 于 激 烈 震 荡条 件下 时 易于 出现 断 裂 ， 维大 分 子 轻 度滑 移 ， 纤 表
维 素 微 细 组 织
于纤维 含量 、 空隙度 、 维取 向度 、 纤 纤维及 基质的特 性 。 以典 型的热 塑性 聚合物Ｐ 为例 ， Ｐ 以其作 复合材料 基质，
单一 Ｐ 聚合 物 密度 为 １ ／ 刚性 指 标 １ Ｐ 。 Ｐ ． ｇｃ ， ０ ｍ ． Ｇ ａ 实验 ５ 结 果 显 示 ， 其 他条 件 设 定 好 的状 态下 ， 在 将植 物 纤 维 置于 ３种 取 向态 时， 其复合材 料 刚性 的最 大值 分 别为 ： 取 向纤 单
居 中
需改进 成 本高昂 ．加 成本高 ：刚性．耐 方面 工 性要求高
使用面待开发
具 有 吸 水 性 机械性能不足
和 常用 的玻 璃 纤维 相 比 ， 作为增 强 复合材 料 的 植物 纤
纤维增强复合材料
纤维增强复合材料由增强纤维和基体组成。
纤维(或晶须)的直径很小，一般在l0μm以下，缺陷较少又小，断裂应变不大于百分之三，是脆性材料，容易损伤、断裂和受到腐蚀。
基体相对于纤维来说，强度和模量要低得多，但可经受较大的应变，往往具有粘弹性和弹塑性，是韧性材料。
纤维增强复合材料，由纤维的长短可分为短纤维增强复合材料、长纤维复合材料和杂乱短纤维增强复合材料。
纤维增强复合材料由于纤维和基体的不同，品种很多，如碳纤维增强环氧、硼纤维增强环氧、Kevlar纤维增强环氧、Kevlar 纤维增强橡胶、玻璃纤维增强塑料、硼纤维增强铝、石墨纤维增强铝、碳纤维增强陶瓷、碳纤维增强碳和玻璃纤维增强水泥等。
（1新型纺织材料及应用宗亚宁主编中国纺织出版社）纤维增强复合材料的性能体现在以下方面：比强度高比刚度大，成型工艺好，材料性能可以设计，抗疲劳性能好。
破损安全性能好。
多数增强纤维拉伸时的断裂应变很小、叠层复合材料的层间剪切强度和层间拉伸强度很低、影响复合材料性能的因素很多，会引起复合材料性能的较大变化、用硼纤维、碳纤维和碳化硅纤维等高性能纤维制成的树脂基复合材料，虽然某些性能很好，但价格昂贵、纤维增强复合材料与传统的金属材料相比，具有较高的强度和模量，较低的密度、纤维增强复合材料还具有独特的高阻尼性能，因而能较好地吸收振动能量，同时减少对相邻结构件的影响。
从本世纪40年代起，复合材料的发展已经历了整整半个世纪。
随着技术的提高，应用领域已从航空航天和国防军工扩展到建筑与土木工程、陆上交通运输、船舶和近海工程、化工防腐、电气与电子、体育与娱乐用品、医疗器械与仿生制品以及家庭与办公用品等等各部门。
复合材料在建筑上可作为结构材料、装饰材料、功能材料以及用来制造各种卫生洁具和水箱等。
纤维增强复合材料由增强材料和基体材料构成，每部分都有各自的作用，影响复合材料的性能。
作为增强材料的纤维是组成复合材料的主要成分。
在纤维增强复合材料中占有相当的体积分数，同时是结构复合材料承受载荷的主要部分。
增强热塑性塑料复合管材的发展
增强热塑性塑料复合管材的发展增强热塑性塑料（RTP）复合管材是一种新型的管材材料，它具有优异的机械性能、热稳定性和耐化学腐蚀性能，被广泛应用于石油、化工、天然气和水利等领域。
为了进一步推动RTP复合管材的发展，可以从以下几方面进行研究和改进。
首先，可以从材料选择和改进方面入手。
目前常用的RTP复合管材材料包括玻璃纤维增强热塑性复合材料（GF-RTP）、碳纤维增强热塑性复合材料（CF-RTP）和芳纶纤维增强热塑性复合材料（AF-RTP）等。
可以通过优化纤维增强材料的配比和加工工艺，改进材料的性能。
例如，可以选择更高强度和更低密度的纤维增强材料，提高管材的强度和轻量化效果。
其次，可以从加工工艺方面入手。
RTP复合管材的加工工艺包括纤维预浸法、注塑法和挤出法等。
可以通过改进加工工艺，提高产品的一致性和品质，降低生产成本。
例如，可以引入先进的自动化加工设备，提高生产效率和产品质量。
另外，可以从管材设计和结构优化方面入手。
通过优化管材的结构和设计，可以改善其力学性能和耐化学腐蚀性能。
例如，可以通过增加纤维排列的方式提高管材的抗弯强度和抗压强度；可以通过加强管材的表面涂层，提高管材的耐腐蚀性能。
此外，可以从管材连接和安装方面进行改进。
RTP复合管材的连接方式包括热熔连接、电熔连接和机械连接等。
可以通过改进连接技术和设备，提高连接的可靠性和安装的便捷性。
例如，可以引入先进的热熔连接设备，降低连接的工艺复杂度和施工难度。
最后，可以从应用领域的拓展和市场推广入手。
目前RTP复合管材主要应用于石油、化工、天然气和水利等领域，可以结合不同领域的特点和需求，开发适用于特定行业的RTP复合管材产品。
同时，可以加大市场宣传和推广力度，使更多的用户了解和认可RTP复合管材的优势和应用价值，促进市场的进一步扩大和发展。
总之，通过以上的研究和改进，可以进一步增强热塑性塑料复合管材的发展，提高其性能和应用范围，满足不同领域的需求，推动产业的升级和发展。
(完整版)中文版ISO527-1-2012
ISO 527-1-2012塑料拉伸性能的测定第1部分：总则1.范围1.1ISO 527的本部分规定了在规定条件下测定塑料和复合材料拉伸性能的一般原则，并规定了几种不同形状的试样以用于不同类型的材料，这些材料在本标准的其他部分予以详述。
1.2本方法用于研究试样的拉伸性能及在规定条件下测定拉伸强度、拉伸模量和其他方面的拉伸应力/应变关系。
1.3本方法适用于下列材料：——硬质和半硬质（分别见3.12和3.13）模塑、挤塑和浇铸的热塑性塑料，除未填充类型外还包括填充的和增强的混合料；硬质和半硬质热塑性片材和薄膜；——刚性和半刚性的热固性模塑材料，包括填充和增强化合物；刚性半刚性的热固性片材，包括层压材料；——纤维增强热固性塑料和热塑性复合材料掺入单向或非单向增强材料，如毡，无纺布，编织粗纱，短切原丝，组合和混合加固，粗纱和磨碎纤维；片由预浸渍材料（预浸料）制成，——热致液晶聚合物。
这些方法通常不适合用于刚性多孔材料的测试，其应采用ISO 1926标准，也不适用于含有多孔材料的夹层结构材料。
2 规范性引用文件下列文件中的条款通过ISO 527本部分的引用而成为本部分的条款。
凡是注日期的引用文件，只有引用的版本有效。
未注日期的文件，其最新版本（包括任何勘误内容）对本标准有效。
ISO 291，塑料——状态调节和测试的标准环境ISO 2602，数据的统计处理和解释——均值估计——置信区间ISO 7500-1:2004，金属材料——静态单轴向试验机的校正——第1部分：拉伸试验机——压力测量系统的校正ISO 9513:1999，金属材料——单轴向测试中使用的伸长计系统的校准ISO 16012，塑料——试样线性尺寸的测定ISO 20753，塑料——试验样品ISO 23529，橡胶——物理试验方法用试样制备和调节的一般程序3 术语和定义下列术语和定义适用于ISO 527的本部分。
3.1 标距L0试样中间部分两标线之间的初始距离。
天然纤维增强热塑性聚合物
天然纤维增强热塑性聚合物
天然纤维增强热塑性聚合物是一种新型的复合材料，由热塑性聚合物基体和天
然纤维增强剂组成。
天然纤维通常指的是来源于植物的纤维，如木材纤维、棉花纤维、亚麻纤维等，这些纤维具有较好的生物可降解性和可再生性，对环境友好。
在制备天然纤维增强热塑性聚合物时，首先需要将天然纤维进行表面处理，以
提高其与聚合物基体之间的相容性。
这可以通过表面处理剂或物理方法来实现。
之后，将经过处理的天然纤维与热塑性聚合物共混，再通过加热塑化成型的方法将二者结合成复合材料，最终得到天然纤维增强热塑性聚合物制品。
天然纤维在复合材料中的应用主要有以下几个优点。
首先，天然纤维本身具有
较好的力学性能，可以增强聚合物基体的强度和刚度，提高材料的耐热性和耐磨性。
其次，天然纤维的生物可降解性有助于降低材料对环境的污染，符合可持续发展的理念。
另外，天然纤维还可以提高复合材料的成本效益，降低制造成本。
然而，天然纤维增强热塑性聚合物也存在一些挑战和局限性。
由于天然纤维表
面存在一定的特殊结构，使得其与聚合物基体之间的相容性不佳，容易出现界面剥离等问题。
此外，天然纤维本身在潮湿环境下容易吸水膨胀，降低了复合材料的力学性能。
因此，在制备过程中需要充分考虑天然纤维的表面改性和复合工艺优化，以克服这些问题。
总的来说，天然纤维增强热塑性聚合物作为一种新型复合材料，在可持续发展
和环保意识日益增强的背景下具有广阔的应用前景。
通过不断的研究和优化，相信天然纤维增强热塑性聚合物将在各个领域展现出更广阔的应用空间，为推动材料领域的发展做出更大的贡献。
天然纤维复合材料
天然纤维复合材料天然纤维复合材料是一种由天然纤维和树脂等多种材料组成的复合材料，具有轻质、高强度、环保等优点，被广泛应用于航空航天、汽车制造、建筑材料等领域。
本文将从天然纤维复合材料的定义、特点、应用领域和发展趋势等方面进行探讨。
天然纤维复合材料是指以天然植物纤维（如木质纤维、麻类纤维、棉类纤维等）为增强材料，与树脂基体材料（如环氧树脂、酚醛树脂等）进行复合加工而成的一种新型材料。
与传统的玻璃纤维、碳纤维复合材料相比，天然纤维复合材料具有重量轻、成本低、资源丰富、易回收等优点，符合现代社会对环保、可持续发展的要求。
天然纤维复合材料的特点主要包括轻质高强、吸声隔热、抗冲击、易加工等。
由于天然纤维本身具有较高的拉伸强度和模量，因此制成的复合材料具有较高的强度和刚度，能够满足不同领域对材料强度的要求。
同时，天然纤维复合材料还具有良好的吸声隔热性能，能够有效减缓声波传播和热量传递，适用于建筑材料、汽车内饰等领域。
此外，天然纤维复合材料还具有良好的抗冲击性能，能够有效吸收冲击能量，保护设备和人员的安全。
与此同时，天然纤维复合材料还具有良好的加工性能，可以通过成型、注塑、压制等工艺制成不同形状的制品，满足不同领域的需求。
天然纤维复合材料在航空航天、汽车制造、建筑材料、家具制造等领域有着广泛的应用。
在航空航天领域，天然纤维复合材料由于其轻质高强的特点，被广泛应用于飞机机身、内饰件、螺旋桨等部件的制造，能够有效降低飞行器的自重，提高飞行器的燃油效率。
在汽车制造领域，天然纤维复合材料被用于汽车车身、内饰件、车门等部件的制造，能够降低汽车整车重量，提高汽车的燃油经济性。
在建筑材料领域，天然纤维复合材料被用于地板、墙板、天花板等建筑材料的制造，能够提高建筑材料的强度和隔热性能。
在家具制造领域，天然纤维复合材料被用于家具的制造，能够生产出轻质、环保的家具产品。
未来，随着环保意识的不断提高和技术的不断进步，天然纤维复合材料将会迎来更广阔的发展空间。
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戴干策 李 宾 孙占英
华东理工大学 化学工程联合国家重点实验室 聚合物加工研究室（200237） 2009. 11. 20
背景 应用 开发 展望
节能 / 减排
—— 汽车工业可持续发展的必由之路
强化、拓展复合材料应用
—— 汽车节能 / 减排的首选措施
天然纤维复合材料在西欧 汽车工业中的应用及发展
天然纤维复合材料在汽车上的主要应用
表 1 天然纤维复合材料在汽车上的主要应用
产品
主要用途
部分应用
轿车内饰件，吸噪声
黄麻/聚丙烯
板，备用轮罩，提高 Mercedes，Benz，Ford
NVH①指标等
轿车内饰件，车门内
剑麻/聚氨酯泡沫 饰板，吸噪声板，提
11000
(18.2-
80
31.8%)
70 (87.5%)
Lennart Salmén. C. R. Biologies 327 (2004) 873–880 A.N. Nakagaito, H. Yano. Appl. Phys. A 80 (2005) 155–159
改善复合材料性能的途径（1）
10
20
30
40
Fiber content/%
不经处理，仅填充，不增强
表面改性
碱液处理，硅烷处理， 乙酰化处理， 苯甲酰处理， 丙烯腈接枝处理，高锰酸处理， 过氧化物处理，异氰酸处理， 硬脂酸处理，次氯酸钠处理。
内部改性前后单纤维性能的测定
Method
Tensile Strength Tensile Modulus
(MPa)
(MPa)
without treatment 327
9909
TEOS
375（14.68％） 11522（16.28％）
天然纤维改性的潜力，源头控制（生物矿化）
材料
拉伸强度/Mpa 理论值 实际值
拉伸模量/Gpa
理论值
实际值
10000 287-1035
134
Natural Fiber (cellulose)
(2.87%10.35%)
(cellulose)
5.5-27.6
(4.10%20.6%)
E-glass
2000-3500
纤维改性（增强体的改性） 表面改性（改善纤维与基体的相容性） 内部改性（改变纤维的自身性能）
Tensile strength(Mpa)
45.00 40.00 35.00 30.00 25.00 20.00 15.00 10.00 5.00 0.00
0
without treatment with treatment
左侧车门
—— 14000
——
7300 47.9
右侧车门
—— 14000
——
7500 46.4
与玻璃纤维、碳纤维性能比较
纤维种类
密度
（g/cm3）
伸长率 （%）
拉伸强度 （Mpa）
拉伸模量 （Gpa）
Sisal Jute Flax Cotton
1.5 1.3 1.5 1.5-1.6
2.0-2.5 1.5-1.8 2.7-3.2 7.0-8.0
此外，塑料模具费用是钢制件模具费用的10～20％。提高 塑料零部件的设计自由度不提高成本，从开发到批量生产 周期短。
模块化效益
热塑性聚合物复合材料为汽车轻量化和模块化提 供了前提条件。GMT、LFT、NMT是其中最杰出的 代表。
序号 1 2 3 4 5 6
类别 性能 每辆汽车系统成本 每辆汽车系统重量 每辆汽车部件数量 紧固件、附件数量 安装工序
Audi，Toyota，Rover
高 NVH①指标等
汽车装饰部件，如车
洋麻/聚丙烯
门面板、座椅、靠板、 Volvo，Saab，Renault，Ford
顶棚、行李盘
亚麻、剑麻毡/环氧 车门面板、车内部件
Mercedes-Benz E
亚麻/聚丙烯
冷却器架、引擎挡板
Ford
洋麻、大麻/聚丙烯 车门面板、内饰件
Fiber Reinforced Thermoplastics ） 纤维毡增强材料NMT（Natural Fiber
Mat Reinforced Thermoplastics ）
天然纤维的特点
优点：密度小 ，价格低 ，环境友好，可自 然降解 ，对身体无刺激 ，对加工设备磨损 小。
缺点：生物物质，多孔性结构，性能分散性 大，易受潮，对热较敏感 ，与基体相容性 较差。
SAAB 9S
亚麻、剑麻/聚丙烯 座椅后背、车门面板 Mercedes M，Ford，GM
洋麻、大麻/聚丙烯
车门面板
Ford Mondeo
大麻/聚丙烯
发动机护罩
Ford Focus
天然纤维复合材料与传统材料制品质量比较
表 2 天然纤维复合材料与传统材料制品质量比较
制品 传统复合材料 质量/G 天然纤维复合材料 质量/G 减轻质量/％
效益（％） +23 -14 -22 -22 -27
-9个工作台和15个工作区
天然纤维增强热塑性复合材料
Natural Fiber Reinforced Thermoplastics
基体相：热塑性通用树脂（PP、PE、PVC等） 增强相：天然的植物纤维（剑麻、黄麻等）
纤维形式：短纤维、纤维毡
典型代表产品： 短纤维增强材料SNRT（Short Natural
汽车面板
ABS
1125
大麻/EP
820
27
汽车隔热板 玻璃纤维/PP 3500
大麻/PP
2600
26
托盘
玻璃纤维/PP 15000 苎麻/PP 11770 22
发动机罩盖 —— 15600
——
10200 34.6
左挡泥板
—— 4500
——
2600 42.2
右挡泥板
—— 4500
——
2700 40.0
511-635 393-773 345-1035 287-597
9.4-22.0 26.5 27.6
5.5-12.6
E-glass
2.5
Carbon
1.4
2.5 1.4-1.8
2000-3500
70
4000 230.0-240.0
A.K. Bledzki, J. Gassan. Prog. Polym. Sci. 1999( 24 ) ：221–274
先进复合材料、钢和铝在车身 减重方面的对比
材料类型 高强度钢
铝 先进复合材料
减重百分比
25－35％ 40－55％ 50－67％
不同材质的汽车零部件在制造中耗能不同，以生产质量相 同（450克）的零部件为例，采用塑料或复合材料所耗能源 折合汽油3.8－4.5Kg，若采用铝或钢，所耗能源折合汽油 5.6－6.8Kg。