LFT概念及發(fā)展歷史

LFT是Long-fiber reinforce thermoplastic的簡稱,中文譯為長纖維增強(qiáng)熱塑性塑料;
　　早在20世紀(jì)80年代，歐美國家就提出了LFT的概念。只是，由于當(dāng)時(shí)的纖維浸漬技術(shù)以及長纖維粒料的注塑、模壓成型工藝及生產(chǎn)設(shè)備相對落后，再加上當(dāng)時(shí)人們在熱塑性塑料的短纖增強(qiáng)、填充及其他改性技術(shù)的研究及應(yīng)用方面取得了很大的進(jìn)步，從而導(dǎo)致對LFT技術(shù)的研究進(jìn)步緩慢。
　　20世紀(jì)90年代中期，隨著汽車工業(yè)的快速發(fā)展，以及人們對環(huán)保及節(jié)能意識的增強(qiáng)，尤其是能源危機(jī)、石油漲價(jià)，促使汽車輕量化成為新型汽車的發(fā)展趨勢，也使得人們再次將注意力轉(zhuǎn)向到了ＬFT 的研究和開發(fā)上；
　　環(huán)保、節(jié)能、汽車輕量化成為LFT快速發(fā)展的主要動力
　　在2002年時(shí)，LFT的產(chǎn)量就達(dá)到6萬t/y,（其中PP占到56％、PA占到32％，從地區(qū)分布看，歐美占到了總量的92％），并保持30%左右的增長率，2006僅歐洲的用量就接近14萬t了，經(jīng)過近幾年的快速發(fā)展、亞州的比重也有了明顯的提高。

　　LFT的成型工藝及主要成品

　　長纖維經(jīng)過專用的模具浸漬專用的樹脂體系，得到被樹脂充分浸潤的長條，然后根據(jù)需要切成需要的長度
　　采用最多的基體樹脂是PP、其次是PA、也有使用PBT、PPS、SAN等樹脂的，只是針對不同的樹脂需要使用不同的纖維，才以達(dá)到較好的效果；
　　根據(jù)最終用途不同，成品可以是長條的、也可以是帶狀的、一定寬度的板子，甚至可以是棒狀的、直接用于取代熱固性產(chǎn)品。

　　LFT的主要特點(diǎn)及優(yōu)勢

　　纖維在制品中的長度遠(yuǎn)高于雙螺桿擠塑工藝生產(chǎn)的，若采用專用注塑機(jī)、這種優(yōu)勢會更加明顯；
　　增強(qiáng)的制品具有優(yōu)異的力學(xué)性能、尤其是沖擊強(qiáng)度，要比一般制品高出一倍；
　　制品的玻纖含量可控制得相當(dāng)高（有的高達(dá)80%），使得制品具有很好的強(qiáng)度和剛性、可替代金屬材，用于汽車、船舶、建筑和專用工具等；
　　與GMT材料比、具相對簡單的生產(chǎn)工藝、并有更簡單的成型工藝，這也是近年LFT快速增長、GMT相對下的原因之一；
　　與金屬材料相比，LFT具有一定的優(yōu)勢：- 質(zhì)量較輕、比強(qiáng)度高  - 易加工，成型效率高、成品率高- 不易被腐蝕

　　LFT制品具有優(yōu)異的綜合性能

　　優(yōu)異的抗沖擊性能。對于聚丙烯和尼龍基體的LFT粒料而言，由于其模壓產(chǎn)品中的纖維最長，因而其抗沖擊性能最好。另外，其注塑成型的產(chǎn)品的抗沖擊性能明顯高于短纖維粒料的注塑成型產(chǎn)品；
　　纖維含量高、使之具有低收縮率和高的尺寸穩(wěn)定性（低蠕變）；
　　在 惡劣溫度條件下、具大高力學(xué)性能保持性；
　　高模量、高強(qiáng)度、低翹曲、與金屬相近的熱膨脹系數(shù)
　　以下是我們研發(fā)中測試?yán)w維時(shí)的性能對比（由于樹脂體系和注塑機(jī)是普通的，LFT的性能并沒有得到充分的發(fā)揮、與我們客戶做的LFT還有一定的差距）：

　　從以上對數(shù)據(jù)可以看出，LFT具有更好的性能、尤其是沖擊強(qiáng)度，若采用專用注塑機(jī)制樣、性能還將有大幅度的提高；
　　LFT性能好的主要原因之一是LFT中纖維的保留長度明顯優(yōu)異雙螺桿擠生產(chǎn)的產(chǎn)品，使之抗沖擊性能好；
　　LFT中的纖維保留長度好、而且分散均勻

LFT的成型設(shè)備

采用普通的注塑機(jī)成型，但性能難于得到充分的發(fā)揮；
　　采用專用的注塑機(jī)成型（如日本制鋼所研發(fā)的），由于螺桿作了較大的改進(jìn)，纖維在成品中的長度均勻性好，相應(yīng)的性能也更好一些；
　　Krauss Maffei 和Dieffenbacher在解決了螺桿結(jié)構(gòu)和快速壓機(jī)的技術(shù)難題后，分別在LFRT 直接注塑和直接模壓成型等技術(shù)方面取得了突破性進(jìn)展。在2001~2003 年的短短3 年時(shí)間內(nèi)，Dieffenbacher 就賣出了30 多條LFT直接模壓成型生產(chǎn)線，這些生產(chǎn)線分別為Skoda、Polo、Passat、Touran、Golf、Mercedes A/E-Class、Smart、BMW、Fiat Stilo 等車型生產(chǎn)出了保險(xiǎn)杠、儀表板和車底板護(hù)板等部件。

LFT與GMT比較

　　GMT發(fā)展歷史比較長，工藝也比較成熟，但設(shè)備較大、投資也比較多，后期成型以模壓為主、相對比較單一；
　　LFT的研發(fā)相對要晚一些，但發(fā)展很快，主要是設(shè)備相對簡單、初期投資相對低；
　　采用LFT生產(chǎn)的成品可以是不同長度的粒料、也可以是帶子、可卷繞的片材、圓棒（直接用于替代熱固性產(chǎn)品）等；
　　LFT后期成型的手段較多、可注塑、模壓、纏繞等。
　　2000 年開始，GMT 銷量的增長趨勢開始停止，甚至出現(xiàn)了下降的趨勢。與此相反，LFRT 粒料及其直接成型的LFRT-D 的需求量卻快速增長。

LFT與普通長纖增強(qiáng)制品的比較

　　LFT是采用長纖維增強(qiáng)的，但與采用雙螺桿擠塑工藝改性樹脂的長纖維有很大差異，主要表現(xiàn)在以下方面：
　　LFT用的紗、對生產(chǎn)的工藝性要求很高，能生產(chǎn)此類纖維的廠家較少；而雙螺桿擠塑用的長纖維相對簡單，極大多數(shù)廠家都能生產(chǎn)；
　　纖維在成品中的分散狀況有很大差異、導(dǎo)致它們的性能和用途也有很大的差異；
　　LFT的力學(xué)性能要好得多、主要用于高強(qiáng)度的結(jié)構(gòu)件。

LFT應(yīng)用于汽車的部件

　　長纖維增強(qiáng)聚丙烯被用于轎車的發(fā)動機(jī)罩、儀表板骨架、蓄電池托架、座椅骨架、轎車前端模塊、保險(xiǎn)杠、行李架、備胎盤、擋泥板、風(fēng)扇葉片、發(fā)動機(jī)底盤、車頂棚襯架等 ；
　　長纖維增強(qiáng)的PA，被進(jìn)一步擴(kuò)展到引擎蓋內(nèi)，因?yàn)長FT-PA 不僅硬度高、重量低，而且高玻纖含量使其熱膨脹系數(shù)幾乎與金屬相同，能承受引擎帶來的高溫。