概述：
連續(xù)纖維增強(qiáng)復(fù)材成型術(shù):
近年來(lái)，隨著高性能耐高溫?zé)崴苄?a href="http:///sell/list.php?catid=2946" target="_blank">樹(shù)脂的發(fā)展及復(fù)合材料成型加工技術(shù)的不斷進(jìn)步，熱塑性復(fù)合材料發(fā)展迅速，已成為復(fù)合材料領(lǐng)域的開(kāi)發(fā)熱點(diǎn)。
相較熱固性復(fù)合材料，熱塑性復(fù)合材料具有較高斷裂韌性，抗沖擊性，耐化學(xué)藥品及耐水性，熱成型性能好，生產(chǎn)率高，工藝簡(jiǎn)單，生產(chǎn)周期短，環(huán)?？裳h(huán)利用。
熱塑性復(fù)合材料(FRTP)分為 短纖維增強(qiáng)熱塑性塑料(SFRT) /長(zhǎng)纖維增強(qiáng)熱塑性塑料(LFRT)/ 連續(xù)纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料塑料(CFRT) 根據(jù)LUCINTEL 公司市場(chǎng)調(diào)研報(bào)告，2009-2014年的復(fù)合增長(zhǎng)率為5.9%，2014年的銷售額達(dá)到62億美元。預(yù)計(jì)在今后的十年，其發(fā)展速度將達(dá)到8-15%，增速超過(guò)熱固性復(fù)材。
熱塑性復(fù)合材料特點(diǎn)：
熱塑性復(fù)合材料特點(diǎn)：
1. 密度小，比剛度和比強(qiáng)度大，一般密度為1.4-1.6g/cm 3 。小于熱固性的1.7-2.0g/cm 3
2. 韌性優(yōu)于熱固性復(fù)材，具有良好抗沖擊性能。
3. 物理性能良好，耐熱性及耐水性優(yōu)異
4. 成型周期短，一般為20-60秒。加工過(guò)程是 加熱熔融，冷卻固化定型的物理變化過(guò)程，加工過(guò)程中不產(chǎn)生任何化學(xué)反應(yīng)
5. 成型壓力低，成型模具費(fèi)用低
6. 無(wú)存放條件限制
7. 廢料可以重新回收利用
8. 簡(jiǎn)化成型工藝環(huán)節(jié)（針對(duì)形狀復(fù)雜的金屬部件而言）
9. 具有可重復(fù)/多次成型的特性
熱塑性復(fù)合材料淺析:
熱塑性復(fù)材發(fā)展情況：
連續(xù)纖維增強(qiáng)復(fù)材形式：熱塑性復(fù)合材料淺析:
熱塑性復(fù)材發(fā)展情況：
自20世紀(jì)50年代初期至今，主要經(jīng)歷以下幾個(gè)階段，
依次分別為：
1. 短纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料 (SFRT)
• 短纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料是以長(zhǎng)度為0.2-0.7mm纖維材料增強(qiáng)熱塑性塑料而制成的復(fù)合材料。增強(qiáng)纖維在熱塑性塑料基體中呈均勻無(wú)規(guī)狀分布，含量一般為30%左右。
• 早期的SFRT 一般選用通用塑料為基體，包括聚丙烯(PP)，聚乙烯(PE)，聚丙乙烯(PS)，聚氯乙烯(PVC)。增強(qiáng)材料主要是玻璃纖維，主要用于電器，電子，五金工具及汽車的非承力構(gòu)件。
• 隨著聚酰胺(PA)，聚甲醛(POM) 等工程塑料的應(yīng)用擴(kuò)大，以及新型工程塑料PET，PES，PPS，PEEK等相繼問(wèn)世；結(jié)合高性能玻璃纖維，芳綸纖維及碳纖維，成為新一代復(fù)合材料，應(yīng)用擴(kuò)大至汽車，石油化工，機(jī)械等工業(yè)領(lǐng)域的次結(jié)構(gòu)件。
熱塑性復(fù)材發(fā)展情況：
熱塑性復(fù)材發(fā)展情況：
1. 短纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料 (SFRT)
• 短纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料是美國(guó)FIBERFIL 公司于1956年
首先開(kāi)始工業(yè)化生產(chǎn)，成功制造短纖維玻璃纖維增強(qiáng)尼龍
66。
• 至60年代中期，注塑機(jī)被廣泛使用后，才得以大規(guī)模生產(chǎn)
及使用。
• 我國(guó)在70年代首先研究成功了聚丙烯玻璃纖維復(fù)合材料，
隨后短纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)材得到快速發(fā)展。目前，我國(guó)的
短纖維熱塑性復(fù)材的品種已經(jīng)和發(fā)達(dá)國(guó)家接進(jìn)，但是產(chǎn)量
和國(guó)外相比還是有很大差距，尤其是工程塑料部分更大。
• 目前，國(guó)內(nèi)使用的工程塑料，80%以上依靠進(jìn)口，這一現(xiàn)
狀也為熱塑性復(fù)合材料提供很大的發(fā)展空間。
2. 長(zhǎng)纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料 (LFRT)
• 長(zhǎng)纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料的纖維長(zhǎng)度一般為10-15mm，纖維含量一般為30-50%左右。由于纖維長(zhǎng)度較長(zhǎng)，且成型時(shí)，增強(qiáng)纖維被均勻地分散在基體樹(shù)脂中，纖維能夠完全被浸漬，可以明顯提高制品的力學(xué)性能，尤其沖擊強(qiáng)度顯著提高。
• 20世紀(jì)70年代，中長(zhǎng)玻璃纖維氈增強(qiáng)聚丙烯的熱塑片材(GMT)誕生，開(kāi)始了長(zhǎng)纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料的工業(yè)化。
• 至80年代初期，出現(xiàn)了長(zhǎng)纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料粒料
• 90年代初期，出現(xiàn)了直接法長(zhǎng)纖維熱塑性復(fù)材成型工藝。
• 由于此類產(chǎn)品在汽車工業(yè)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，尤其作為可回收再利用的材料，長(zhǎng)纖維增強(qiáng)復(fù)材已經(jīng)成為復(fù)合材料行業(yè)增速最快的產(chǎn)業(yè)之一。
3. 連續(xù)纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料 (CFRT)
• 20世紀(jì)80年代初，隨著以聚醚醚酮(PEEK) ，聚苯硫醚(PPS)為代表的特種工程塑料的商品化，以及航空航天工業(yè)對(duì)高耐熱性和高韌性樹(shù)脂基復(fù)合材料的需求；連續(xù)纖維的浸漬工藝問(wèn)題得到突破性的發(fā)展，以APC-1 及APC-2為代表的高性能的先進(jìn)熱塑性復(fù)材相繼問(wèn)世，主要用在航空工業(yè)領(lǐng)域。
• 21世紀(jì)后，碳纖維的產(chǎn)量快速增長(zhǎng)，應(yīng)用得以普及。歐美國(guó)家將連續(xù)纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料及其成型技術(shù)的應(yīng)用轉(zhuǎn)向民用工業(yè)，如汽車部件，體育用品，建筑材料等。
• 近年，汽車工業(yè)的高速發(fā)展，對(duì)汽車復(fù)合材料的提出更高的要求。CFRT 以其輕質(zhì)高強(qiáng)，抗沖擊性能佳，成型時(shí)間短，廢料可以回收再利用的優(yōu)點(diǎn)，歐美國(guó)家正致力促進(jìn)其產(chǎn)業(yè)化及在各民用領(lǐng)域的推廣應(yīng)用。
熱塑性復(fù)合材料介紹：
熱塑性復(fù)合材料介紹：
連續(xù)纖維增強(qiáng)復(fù)材概述：
連續(xù)纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料 (CFRT)
• 根據(jù)LUCITEL 公司的一份報(bào)告稱，CFRT尚處于生命周期的發(fā)展初期。2014年的CFRT 市場(chǎng)達(dá)到1.9億美元，在過(guò)往5年的全球增長(zhǎng)率平均為12%。
• CFRT 的產(chǎn)品形式有纖維預(yù)浸料（帶/片狀）/ 織物預(yù)浸料（片狀）/ 復(fù)合紗及其織物/ 拉擠產(chǎn)品。
• 高性能 CFRT 具有耐熱性高，抗沖擊性及抗損傷能力佳的能力。同時(shí)這類復(fù)合材料的成型本身也需要較高的成型溫度，較嚴(yán)苛的浸漬技術(shù)工藝，以及適合的退火工藝，以期獲得最佳的材料性能。
• 可減免做后處理及涂裝的工序，在制作預(yù)浸料的過(guò)程已經(jīng)完成A級(jí)表面及所需紋理，成型僅是最后變形固化的工序。
連續(xù)纖維增強(qiáng)復(fù)材關(guān)鍵點(diǎn)：
預(yù)浸技術(shù)：
• 熱塑性復(fù)合材料由于分子結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)。室溫下，熱塑性塑料成固態(tài)，加熱熔融狀態(tài)下，樹(shù)脂熔體粘大(>1000pa·s) 熔體流動(dòng)困難，與纖維的浸漬性差
• 對(duì)比熱固性樹(shù)脂，其在固化前，很容易轉(zhuǎn)變成低粘濃度的狀態(tài)。在這種狀態(tài)下，纖維很容易被熱固性樹(shù)脂浸漬。
連續(xù)纖維增強(qiáng)復(fù)材成型術(shù):
熱塑性復(fù)材應(yīng)用介紹：
1. 短纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料 (SFRT)
• 根據(jù)產(chǎn)品的構(gòu)造，短纖維熱塑性復(fù)合材料制品的生產(chǎn)主要采用擠出成型及注塑成型工藝。擠出成型生產(chǎn)線形材料，管，板等產(chǎn)品；注塑成型則用于生產(chǎn)各種形狀，大小不等的產(chǎn)品，如精密儀器零件 到 汽車保險(xiǎn)杠等。
• SFRT 用的原料，不論擠出或是注塑用的，一般都要經(jīng)過(guò)造粒過(guò)程。
• 這種粒料在成型作業(yè)中經(jīng)過(guò)螺桿，注嘴，模腔內(nèi)流動(dòng)等作業(yè)后變得更短，最終制品中的纖維平均長(zhǎng)度約只有0.4mm，對(duì)制品的力學(xué)性能幫助有限。
• 盡管如此，目前世界對(duì)SFRT 的需求仍在持續(xù)增長(zhǎng)，特別是在汽車工業(yè)的新用途中。
2. 長(zhǎng)纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料 (LFRT)
• 作為半結(jié)構(gòu)及結(jié)構(gòu)材料，LFRT的開(kāi)發(fā)目標(biāo)是工業(yè)和民用的各個(gè)領(lǐng)域，包括汽車，器械，通訊，電氣電子，建筑等。
• 在歐洲的LFRT 的總用量中，汽車部件應(yīng)用占到80%，已成為前端組件，車門(mén)部件，儀表板支架，車底防護(hù)件及其他結(jié)構(gòu)件的標(biāo)準(zhǔn)材料。
• 隨著LFT-D 制備技術(shù)的成熟（直接法長(zhǎng)纖維增強(qiáng)塑性復(fù)合材料及其制造技術(shù)）特別在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用，會(huì)比傳統(tǒng)GMT 進(jìn)一步降低制造成本。在未來(lái)5-10年間依然是LFRT 此類復(fù)合材料的迅速發(fā)展期。
3. 連續(xù)纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料 (CFRT)
• 高性能連續(xù)纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料最初主要應(yīng)用于航天航空領(lǐng)域及特殊需求工業(yè)品，近幾年開(kāi)始在往體育休閑，汽車，建筑等領(lǐng)域應(yīng)用，目前尚屬應(yīng)用開(kāi)發(fā)的初期階段，還有待進(jìn)一步研究開(kāi)發(fā)。
結(jié)語(yǔ)：
• 近年來(lái)，依靠勞動(dòng)密集的復(fù)合材料制品生產(chǎn)方式，面臨許多的挑戰(zhàn)，諸如高級(jí)技工的工資飛漲，環(huán)保法規(guī)的完善，行業(yè)人員的流失短缺，對(duì)某些厭惡性工序的長(zhǎng)期缺工，導(dǎo)致企業(yè)中長(zhǎng)期的競(jìng)爭(zhēng)力下降。如果您的企業(yè)有感上述問(wèn)題，那繼續(xù)沿用以往的生產(chǎn)作業(yè)方式，必定不是最佳出路。
• 相較熱固性復(fù)合材料，熱塑性復(fù)合材料具有生產(chǎn)率高，生產(chǎn)周期短，環(huán)?？裳h(huán)利用等優(yōu)勢(shì)。借助工業(yè)自動(dòng)化帶動(dòng)，可預(yù)期在不久的未來(lái)，熱塑性復(fù)合材料將得到快速發(fā)展。
魯ICP備2021047099號(hào)