長玻纖增強(qiáng)塑料在汽車上的應(yīng)用研究

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1、26技術(shù)縱橫輕型汽車技術(shù)2010(11／12)總255／256長玻纖增強(qiáng)塑料在汽車上的應(yīng)用研究林斗麗(南京汽車集團(tuán)有限公司試制試驗(yàn)部)摘要長玻纖增強(qiáng)塑料在國際各大汽車公司得到了很多應(yīng)用，而對于中國國內(nèi)生產(chǎn)開發(fā)的汽車來說，該材料應(yīng)用還不是很多。隨著不斷完善成型設(shè)備，穩(wěn)定成型工藝，合理設(shè)計(jì)，隨著新材料、新工藝、新技術(shù)的不斷普及和推廣，隨著新產(chǎn)品的不斷開發(fā)、產(chǎn)品質(zhì)量的不斷提高，LFT材料在中國的開發(fā)和應(yīng)用必將有巨大的前景。關(guān)鍵詞：長玻纖增強(qiáng)汽車應(yīng)用隨著汽車節(jié)能、輕量化要求的不斷提高，塑料應(yīng)電纜式包覆法、粉末浸漬法等多種工藝技術(shù)與制備用于結(jié)構(gòu)件或半結(jié)構(gòu)件的需求在不斷增加，促使玻方法，

2、近年來國外更加普遍地采用一種新型拉擠工纖增強(qiáng)塑料在汽車零部件中的應(yīng)用越來越廣泛。研藝成型(熔體浸漬法)生產(chǎn)技術(shù)：使連續(xù)玻璃纖維究發(fā)現(xiàn)，要使玻纖在塑料中能起到很好的加強(qiáng)作用，無捻粗紗通過特殊模頭，同時向模頭供人熱塑性樹必須使玻纖長度大于其臨界長度，否則當(dāng)玻纖長度脂。在模頭中無捻粗紗被強(qiáng)制散開，受到熔融樹脂小于臨界長度的增強(qiáng)塑料受到一定載荷時，纖維就充分浸漬后，可使每根纖維都被樹脂包覆，經(jīng)冷卻有可能被拔出，纖維的強(qiáng)度就得不到充分的發(fā)揮。而后，再切成較長的粒料(11—25mm)。此時纖維完全且普通玻纖增強(qiáng)塑料在制造過程中，纖維在擠出機(jī)被樹脂浸漬與包覆，因而在注射成型時，纖維受旋中與

3、樹脂混煉時受螺桿和機(jī)筒之間的剪切力作用，轉(zhuǎn)螺桿攪拌的損傷程度可降到最低，從而在最終成纖維會受損傷，如原來是6mm的纖維，在制成樹脂型制件中可保持較長的纖維長度與分布。粒料后長度變成了O．2～1mm(一般在0．7mm以下，不同工藝制作出來的粒料的結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)如圖1導(dǎo)致強(qiáng)度進(jìn)一步下降。為了彌補(bǔ)這一缺陷，逐步發(fā)展所示。了長度為2~5mm的長玻纖增強(qiáng)熱塑性塑料(LFT)?，F(xiàn)就汽車用L?！牧系某尚凸に?、性能特點(diǎn)及應(yīng)用情況進(jìn)行了研究。1成型工藝【a】【b】【c)目前LFT有兩種生產(chǎn)制備方法：一是先制成半(a)短玻纖增強(qiáng)塑料(b)包覆法生產(chǎn)的LFr粒料(c)熔體浸漬法生產(chǎn)的LFrr粒料成品

4、——粒料，再將粒料注射或模壓成型為制品；二圖1不同生產(chǎn)工藝生產(chǎn)制備的LFT的結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)是在線配混成型生產(chǎn)U制品，即在生產(chǎn)線上配混．玻璃纖維、塑料及添加劑后直接在線一步注射或熱1．2在線配混成型生產(chǎn)LFT制品壓成型為制品，省去了制作粒料的中間環(huán)節(jié)，減少了在線配混成型技術(shù)，就是將原材料的配混過程生產(chǎn)的工藝步驟，降低了能耗，節(jié)約了生產(chǎn)成本。融人制品成型過程中，使塑料復(fù)合材料的配混與成1．1粒料型在一條生產(chǎn)線上連續(xù)不間斷完成的技術(shù)。其工作LFT粒料早期研究與開發(fā)的生產(chǎn)工藝技術(shù)包括原理是：在生產(chǎn)線上游設(shè)置一臺連續(xù)供料的設(shè)備，輕型汽車技術(shù)2010(11／12)總255／256技術(shù)縱橫27

5、可以是多組分的體積計(jì)量進(jìn)料或者失重計(jì)量進(jìn)料裝100oC，用玻璃纖維增強(qiáng)后，可提高到IO0~C以上，一置，將塑料和各種添加劑、顏料等按比例加入具有混些特殊的LFT使用溫度甚至可提高到200℃以上；合功能的擠出機(jī)中。擠出機(jī)完成以下功能：a)熔融線膨脹系數(shù)比未增強(qiáng)的塑料低1／4～1／2；成型收縮基體塑料并將其與添加劑等充分混合；b)強(qiáng)力攪拌率小，可以達(dá)到0．2％，提高了制品的尺寸精度；導(dǎo)和均化熔體，達(dá)到無應(yīng)力程度；c)螺桿的旋轉(zhuǎn)自動熱系數(shù)為0_3～0．36W／Irf·K，與熱固性復(fù)合材料相將玻璃纖維無捻粗紗從紗筒中拉出，帶人料筒中，玻近；纖一邊被剪切折斷，一邊被塑料熔體浸漬并在剪切

6、5)耐化學(xué)腐蝕性。該特性主要由基體材料的性作用下分散于熔體中。當(dāng)玻纖分散均勻后，此時的物能決定，熱塑性樹脂的種類很多，每種樹脂都有自料可以直接進(jìn)入下一階段，成型得到制品。這種生產(chǎn)己的防腐特點(diǎn)，因此，可以根據(jù)LFT的使用環(huán)境和工藝技術(shù)目前主要有3種形式：(1)在線配料和直接介質(zhì)條件，對基體樹脂進(jìn)行優(yōu)選；模壓成型(D—Lt'r)(圖2)；(2)在線配料和直接注射6)良好的介電性能。LFT不反射無線電波，透成型(s—LFT)；(3)在線配料和直接擠出成型制造型材過微波性能良好。在LFT中加人導(dǎo)電材料可改善其或板材)fE—LFT)。長玻纖增強(qiáng)塑料改性工藝中使用導(dǎo)電性能，防止產(chǎn)生靜電；

7、的無論是單螺桿擠出機(jī)還是雙螺桿擠出機(jī)，都具有7)廢料能循環(huán)利用。LFI1可重復(fù)加工成型，廢獨(dú)特的螺桿設(shè)計(jì)。品和邊角余料能循環(huán)利用，不會造成環(huán)境污染。表l為某公司長玻纖增強(qiáng)聚丙烯Ln’一PP粒料的性能參數(shù)?？梢酝ㄟ^參考普通短玻纖增強(qiáng)的PP材料的性能數(shù)據(jù)得知：LFT—PP材料的力學(xué)性能、熱性能明顯優(yōu)于短玻纖增強(qiáng)PP材料。1樹脂粒子2計(jì)重喂料機(jī)3玻璃纖維紗4電機(jī)、齒輪箱5雙螺桿混合6揮發(fā)7切割單元8分離單元9機(jī)器手1O壓制表1某公司LF．r—PP粒料的性能參數(shù)圖2D—LFT成型系統(tǒng)測試項(xiàng)目測試標(biāo)準(zhǔn)長玻纖含量％