长纤维增强热塑性复合材料

1. 长纤维增强热塑性复合材料的特点
    长纤维热塑性复合材料是迅速增长的一类热塑性复合材料。尤其是近年来,我国汽车工业的快速发展,长纤维增强的热塑性复合材料的应用取得很大的进展。
    早在20世纪60年代,增强热塑性复合材料就实现了工业化生产。与未增强的聚合物相比,短纤维增强的热塑性复合材料的强度、刚度和尺寸稳定性的均优于未增强的聚合物基体材料。因此,在过去的近半个世纪中,短纤维增强热塑性复合材料一直统治着纤维增强热塑性复合材料的市场。
    短纤维复合材料的纤维长度一般小于1mm ,在部件的过程中增强纤维会被二次磨损,纤维长度进一步降低,纤维的增强效果会受到很大的影响。因此,短纤维增强热塑性复合材料多用于非承力部件,很难用于结构用途。
为了弥补短纤维增强热塑性复合材料力学性能的不足,20世纪的70年代中期,以Azdel为商品名称的中长玻璃纤维毡增强聚丙烯的热塑性片材的出现,揭开了长纤维增强热塑性复合材料工业化生产的序幕;
    80年代初期,市场上出现了作为半成品销售的长纤维增强热塑性复合材料粒料;
    90年代初出现的直接法长纤维热塑性复合材料成型工艺技术,由于简化了制造工艺,大幅度地降低了生产能耗和制造成本,再次引起了复合材料界的关注。
    长纤维增强热塑性复合材料一般以聚丙烯、聚酰胺(尼龙)、PET、聚苯硫醚、聚醚砜、聚醚醚酮等热塑性塑料作为基体材料;以玻璃纤维、碳纤维和芳纶纤维作为增强材料。
    成型时,增强纤维被均匀地分散于热塑性基体树脂中,热塑性树脂能够完全浸渍增强纤维;增强纤维的长度一般为10 ~ 50mm,纤维含量通常为30 ~ 50%。
    与短纤维增强热塑性复合材料不同,长纤维增强热塑性复合材料在制品成型的模压过程中纤维长度不会被再次破坏,增强纤维的长度更长,更均匀统一。主要被用于制造汽车部件、建筑模板和小型工具的结构件。
2. 长纤维增强热塑性复合材料的成型工艺
   长纤维增强热塑性复合材料的成型工艺的特点是成型速度快,非常适合大规模工业化生产,复合工艺可以分为两大类:
中间产品-半成品制备技术
部件制备技术
长纤维增强热塑性复合材料的中间产品-半成品主要有:
长纤维增强热塑性塑料粒料
中长纤维增强热塑性复合材料片材
中间产品-半成品的制备工艺主要有:
Azdel制备工艺