长玻纤增强塑料在汽车上的应用研究

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1、26技术纵横轻型汽车技术2010(11／12)总255／256长玻纤增强塑料在汽车上的应用研究林斗丽(南京汽车集团有限公司试制试验部)摘要长玻纤增强塑料在国际各大汽车公司得到了很多应用，而对于中国国内生产开发的汽车来说，该材料应用还不是很多。随着不断完善成型设备，稳定成型工艺，合理设计，随着新材料、新工艺、新技术的不断普及和推广，随着新产品的不断开发、产品质量的不断提高，LFT材料在中国的开发和应用必将有巨大的前景。关键词：长玻纤增强汽车应用随着汽车节能、轻量化要求的不断提高，塑料应电缆式包覆法、粉末浸渍法等多种工艺技术与制备用于结构件或半结构件的需求在不断增加，促使玻方法，

2、近年来国外更加普遍地采用一种新型拉挤工纤增强塑料在汽车零部件中的应用越来越广泛。研艺成型(熔体浸渍法)生产技术：使连续玻璃纤维究发现，要使玻纤在塑料中能起到很好的加强作用，无捻粗纱通过特殊模头，同时向模头供人热塑性树必须使玻纤长度大于其临界长度，否则当玻纤长度脂。在模头中无捻粗纱被强制散开，受到熔融树脂小于临界长度的增强塑料受到一定载荷时，纤维就充分浸渍后，可使每根纤维都被树脂包覆，经冷却有可能被拔出，纤维的强度就得不到充分的发挥。而后，再切成较长的粒料(11—25mm)。此时纤维完全且普通玻纤增强塑料在制造过程中，纤维在挤出机被树脂浸渍与包覆，因而在注射成型时，纤维受旋中与

3、树脂混炼时受螺杆和机筒之间的剪切力作用，转螺杆搅拌的损伤程度可降到最低，从而在最终成纤维会受损伤，如原来是6mm的纤维，在制成树脂型制件中可保持较长的纤维长度与分布。粒料后长度变成了O．2～1mm(一般在0．7mm以下，不同工艺制作出来的粒料的结构与特点如图1导致强度进一步下降。为了弥补这一缺陷，逐步发展所示。了长度为2~5mm的长玻纤增强热塑性塑料(LFT)。现就汽车用L兀’材料的成型工艺、性能特点及应用情况进行了研究。1成型工艺【a】【b】【c)目前LFT有两种生产制备方法：一是先制成半(a)短玻纤增强塑料(b)包覆法生产的LFr粒料(c)熔体浸渍法生产的LFrr粒料成品

4、——粒料，再将粒料注射或模压成型为制品；二图1不同生产工艺生产制备的LFT的结构与特点是在线配混成型生产U制品，即在生产线上配混．玻璃纤维、塑料及添加剂后直接在线一步注射或热1．2在线配混成型生产LFT制品压成型为制品，省去了制作粒料的中间环节，减少了在线配混成型技术，就是将原材料的配混过程生产的工艺步骤，降低了能耗，节约了生产成本。融人制品成型过程中，使塑料复合材料的配混与成1．1粒料型在一条生产线上连续不间断完成的技术。其工作LFT粒料早期研究与开发的生产工艺技术包括原理是：在生产线上游设置一台连续供料的设备，轻型汽车技术2010(11／12)总255／256技术纵横27

5、可以是多组分的体积计量进料或者失重计量进料装100oC，用玻璃纤维增强后，可提高到IO0~C以上，一置，将塑料和各种添加剂、颜料等按比例加入具有混些特殊的LFT使用温度甚至可提高到200℃以上；合功能的挤出机中。挤出机完成以下功能：a)熔融线膨胀系数比未增强的塑料低1／4～1／2；成型收缩基体塑料并将其与添加剂等充分混合；b)强力搅拌率小，可以达到0．2％，提高了制品的尺寸精度；导和均化熔体，达到无应力程度；c)螺杆的旋转自动热系数为0_3～0．36W／Irf·K，与热固性复合材料相将玻璃纤维无捻粗纱从纱筒中拉出，带人料筒中，玻近；纤一边被剪切折断，一边被塑料熔体浸渍并在剪切

6、5)耐化学腐蚀性。该特性主要由基体材料的性作用下分散于熔体中。当玻纤分散均匀后，此时的物能决定，热塑性树脂的种类很多，每种树脂都有自料可以直接进入下一阶段，成型得到制品。这种生产己的防腐特点，因此，可以根据LFT的使用环境和工艺技术目前主要有3种形式：(1)在线配料和直接介质条件，对基体树脂进行优选；模压成型(D—Lt'r)(图2)；(2)在线配料和直接注射6)良好的介电性能。LFT不反射无线电波，透成型(s—LFT)；(3)在线配料和直接挤出成型制造型材过微波性能良好。在LFT中加人导电材料可改善其或板材)fE—LFT)。长玻纤增强塑料改性工艺中使用导电性能，防止产生静电；

7、的无论是单螺杆挤出机还是双螺杆挤出机，都具有7)废料能循环利用。LFI1可重复加工成型，废独特的螺杆设计。品和边角余料能循环利用，不会造成环境污染。表l为某公司长玻纤增强聚丙烯Ln’一PP粒料的性能参数。可以通过参考普通短玻纤增强的PP材料的性能数据得知：LFT—PP材料的力学性能、热性能明显优于短玻纤增强PP材料。1树脂粒子2计重喂料机3玻璃纤维纱4电机、齿轮箱5双螺杆混合6挥发7切割单元8分离单元9机器手1O压制表1某公司LF．r—PP粒料的性能参数图2D—LFT成型系统测试项目测试标准长玻纤含量％