用数据说话,长玻纤增强塑料为何优于短玻纤?
长纤维增强热塑性塑料(Long fibre reinforced thermoplastics), 简称LFT。LFT采用多的基体树脂是PP,其次为PA,也有使用PBT、PPS、SAN等树脂。值得一提的是,针对不同树脂需要使用不同的纤维,才可以达到较好的效果。
一、LFT的发展
1980年,美国聚合物复合材料公司(PCI)早提出LFT的理论设计概念,并进行了制备研究与产品开发。
1990年,英国复合材料公司(ICI)先成功开发出商品名为Verton的LFT颗粒。 开始应用于汽车零部件设计与制备。
2000年,LFT的产品80%用于汽车零部件。在汽车轻量化方面作出了突出贡献。
二、LFT与SFT的性能比较
1.SFT与LFT的外观比较
通常情况下,长纤维增强热塑性复合材料(LFT)长度为6-25mm,短纤维增强热塑性复合材料(SFT)为0.2-0.6mm。
表1 SFT与LFT外观比较

2. SFT-PP与LFT-PP产品性能的对比
LFT-PP30%拉伸强度、弯曲强度、弯曲模量、冲击强度、热变形温度、收缩率都明显比SFT优异。
表2 SFT-PP与LFT-PP产品性能的对比

注:ISO注塑样条测试结果,如采用专用样板截取样条测试会更高
3. SFT和LFT典型性能比较
LFT-PP+30%的综合性能相对SFT-PP+30%更加优良,当玻纤增加至40%时,性能接近SFT-PA6+30%。

4.优异的抗冲性能
PP+LGF30/40的冲击强度在25-30KJ/m2之间,明显优于其他四种材料的冲击性能。

注:依据ISO179/1eA
5.蠕变性能
经过1000小时的测试,PP+LGF40%蠕变性明显比SFT-PP+GF40%低,甚至比PA66+GF30%性能更优异。

6.耐疲劳性能
在80/60/50Mpa的压力幅度下,PP+LGF40的耐疲劳性能远远优于PP+GF40。
表3 PP+LGF40与PP+GF40耐疲劳性对比

注:70℃下的拉伸疲劳
7.热膨胀系数
PP-LGF40的热膨胀系统与金属相近,并且远远优于PP-GF40。

从上述比较可以看出,LFT-PP材料与SFT-PP材料相比,由于长玻纤在制品中保留长度长,力学性能更优异,抗冲强度比短玻纤高一倍,耐疲劳性能、热膨胀系数更好,综合性能明显由于短玻纤。因此,笔者相信未来长玻纤在汽车上的应用将会越来越广。
三、LFT-PP在汽车上的应用
1.前端支架

采用35%、40%长玻纤聚丙烯注塑成型,比个GMT车的零件减轻了大约30%
2.尾门槛骨架
采用30%LFT-PP,30%LFT-PP即使经受 100℃的高温也不会产生明显的蠕变,且比SFT-PP有着更好的抗蠕变性能。

更多信息请关注复合材料信息网www.cnfrp.com








































