连续纤维增强热塑性塑料用途
在热塑性复合材料中,增强材料的形态一般是不连续的纤维或是积物。而近年来,用连续形态纤维增强的热塑性塑料陆续进入市场,而且发展趋势看好。各厂商开发的这种复合材料的制造方法各不相同。过去已熟知的方法有玻璃/热塑性塑料复合纤维法、粉末浸渍法等,近又出现了两种创新的方法,即:热熔法和浸渍法,据称是突破性的进展。
热熔法 美国Crane复合公司研发的ZeniconTM产品是用热熔树脂将0°/90°轴向的连续纤维粘结成形,用多层固结成所需厚度的板材。这种板材可用几种热塑性塑料(聚丙烯、聚乙烯、PET、尼龙(和几种增强纤维(玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维)制造。根据强度要求,纤维含量可为40%~80%。
ZeniconTM板材有三种颜色:自然色、黑色和白色,顶面和底面可经多种功能性精加工。板材大宽度为2.79米,厚度根据终用途要求而定。板材可直接使用,或者与其他材料(蜂窝芯材、泡沫芯板)制成轻质高强的夹芯板使用,也可热成型为各种结构形状使用。
性能优点:Crane公司声称ZeniconTM技术可用少量的原料获得高的物理性能。产品具有很多超越短纤维、长纤维和织物增强作用提供了特别高的比强度;每根纤维被完全浸透;产品层间剪切性能卓越;冲击强度高;产品表面无织物纹路;产品可以回收利用等。
用途:ZeniconTM材料的高性能使其可在多重用途中用来代替金属和木材。其用途实例有:运输工具(卡车、拖车、铁路车辆、船运集装箱等)中的高抗冲衬板、船艇和娱乐车辆中的承重地板、耐久性墙板。
浸渍法 美国Polystrandg公司研发的ThermoproTM热塑性带(或称片材)是采用专有工艺用聚丙烯、聚乙烯或热塑性共聚物充分浸渍连续纤维制成的半成品。纤维呈单向或0°/90°双向布置。带中纤维含量一般为60%~80%,塑料含量为20%~40%。所用纤维可为E玻纤、S玻璃纤维或芳纶纤维。
这种浸渍带通过加热加压制成终应用制品,可选用合适的纤维、纤维含量和取向来满足特定用途的结构要求。与传统的热固性复合材料相比,用这种带制成的产品具有重量轻、耐腐蚀、抗冲击、加工和贮存简便、成型压力和温度低、成型周期短、设计灵活、对环境友好等显著优点。其优良性能特别引起航空、汽车和防卫用途的关注。
Polystrandg公司原有两条生产线生产这种热塑性带,产品宽度为318毫米(12.5英寸)。为了满足市场需求,该公司于2006年10月16日宣布投产一条宽度为6.35毫米(25英寸)的新线,并计划在以后以6804吨(1500万磅)的档次陆续再增加生产线。
应用实例:
1)铁路冷藏货车用板材。Polystrandg公司与美国Miles玻纤复合材料公司联合开发了制造铁路冷藏货车用的板材。这项技术给车辆制造商带来了强度更高、更抗刮伤、更加绿色环保的材料。
Polystrandg公司将含60%连续E玻璃纤维的ThermoproTM双向带发运到Miles公司,在此用两卷带喂入层压机,加热粘结成型为波纹板。
Miles公司将制成的波纹板发运到一家铁路冷藏货车装配厂。待板材安装在车上后,在板材与外壁之间的空腔中注入泡沫聚氨酯绝热材料。因为这种板材强度高,表面无针孔,能防止发泡塑料透出,所以极受运输公司的欢迎。
2)低成本防弹板。这是Polystrandg公司自产的防弹板,是用E玻璃纤维和S玻璃纤维混合增强的高强度防弹板。
用聚丙烯分别浸渍连续E玻璃纤维和S玻璃纤维,制成各自的热塑性带。然后将两种带材层压形成达到规定性能的防弹板。这样既提高了防弹板的防威胁等级,又节省了40%的材料成本。
两种纤维的布置和取向相辅相成。E玻璃纤维布置在受击面,S玻璃纤维则作为背衬层,发挥其吸收飞弹能量的能力。
这种防弹板正是军方寻求的对象。他们一直需求低成本的复合材料来装备更多车辆和开发更多的防护用途。








































