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1、方鯤，等：高性能長(zhǎng)纖維增強(qiáng)熱塑性理料研兜與應(yīng)用進(jìn)展319高性能長(zhǎng)纖維增強(qiáng)熱塑性塑料研究與應(yīng)用進(jìn)展方鯤曹傳寶朱鶴孫白樹(shù)林(北京理工大學(xué)材料科學(xué)研究中心．北京l㈣5)(北京大學(xué)工掌院先進(jìn)材料與縮米技術(shù)系。北京100871)摘要綜速近年來(lái)長(zhǎng)纖維增強(qiáng)熱塑性(LFRT)塑料的研究與開(kāi)發(fā)進(jìn)展，分別從發(fā)展經(jīng)歷、分類(lèi)、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、制備方岳、增強(qiáng)樹(shù)脂、增強(qiáng)纖維、·睦能優(yōu)勢(shì)、成型加工、應(yīng)用和技術(shù)發(fā)展等方面進(jìn)行了介紹，井提出了未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。關(guān)鍵詞長(zhǎng)纖雛增強(qiáng)熱塑性塑料性能成型加工20世紀(jì)60年代，短纖維增強(qiáng)熱塑性(SFRT)塑工業(yè)界的廣泛重視，
2、爭(zhēng)先進(jìn)行開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)。料實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn)，且強(qiáng)度、剛度和尺寸穩(wěn)定性均鑒于LFRT塑料具有的優(yōu)異性能和廣闊的應(yīng)用優(yōu)于未增強(qiáng)的聚臺(tái)物，并占據(jù)熱塑性塑料市場(chǎng)中的前景，對(duì)其開(kāi)展深入的系統(tǒng)研究，無(wú)論對(duì)學(xué)術(shù)理論研多數(shù)份額。在擠出機(jī)混煉過(guò)程中，纖維在螺桿與機(jī)究還是對(duì)工程應(yīng)用，以及對(duì)提升國(guó)內(nèi)復(fù)合材料的工筒之間受到剪切、擠壓和磨損的共同作用而造成很業(yè)生產(chǎn)與應(yīng)用水平都具有十分重要的研究意義與巨大損傷，使纖維長(zhǎng)度減至0．2一I．0rain(一般低于大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。筆者現(xiàn)綜述近年來(lái)國(guó)內(nèi)外LFRT塑0．5mm)；在注射模塑過(guò)程中，纖維在注塑機(jī)內(nèi)又會(huì)料
3、的技術(shù)研究與開(kāi)發(fā)進(jìn)展，將分別從發(fā)展經(jīng)歷、分被二次磨損，長(zhǎng)度進(jìn)一步減短，極大地降低了纖維的類(lèi)、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、性能優(yōu)勢(shì)、制備方法、基體樹(shù)脂、增強(qiáng)增強(qiáng)作用。因此SFRT塑料多用于非承力結(jié)構(gòu)部纖維、成型加工、薪技術(shù)發(fā)展和工程應(yīng)用等方面進(jìn)行件，很難作為工程結(jié)構(gòu)部件應(yīng)用”。2J。介紹，并提出未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。為了提高綜合性能，克服SFRT塑料性能存在1LFRT塑料的發(fā)展經(jīng)歷的不足與缺陷，國(guó)外又相繼研究與開(kāi)發(fā)出具有突出20世紀(jì)80年代初期，美國(guó)復(fù)合材料制品公司高性能的長(zhǎng)纖維增強(qiáng)熱塑性(LFRT)塑料。20世紀(jì)(cPD最早提出了LFRT塑料的
4、理論設(shè)計(jì)概念。并進(jìn)70年代中期，美國(guó)最早開(kāi)展長(zhǎng)玻璃纖維氈增強(qiáng)聚丙行了制備研究與產(chǎn)品開(kāi)發(fā)。由于連續(xù)長(zhǎng)纖維浸漬與烯(PP)的熱塑性片材塑料(crcr)的研究與開(kāi)發(fā)，從分散的核心技術(shù)沒(méi)有很好地解決，以及LFRT塑料而揭開(kāi)了LFRT塑料工業(yè)化生產(chǎn)的序幕。80年代初的注塑、模壓成型工藝及生產(chǎn)設(shè)備還相對(duì)十分落后。期，國(guó)際復(fù)合材料市場(chǎng)上首次出現(xiàn)LFRT塑料粒料，再加上當(dāng)時(shí)SFRT塑料、填充塑料及工程塑料改性如美國(guó)GE公司(LNP)的Verton粒料和泰科納公司技術(shù)的研究及應(yīng)用已取得成功，工業(yè)化生產(chǎn)獲得普的Celstran粒料．主要用于
5、注塑高性能LFRT塑料零遍應(yīng)用，從而導(dǎo)致LFRT塑料新技術(shù)的研究與開(kāi)發(fā)部件制品；90年代初，德國(guó)研究與開(kāi)發(fā)成功了直接進(jìn)程十分緩慢”4o。法LFRT塑料的成型加工新技術(shù)(在線(xiàn)復(fù)合，ⅡT．20世紀(jì)90年代中期，隨著汽車(chē)工業(yè)的快速發(fā)D)，減少了使用半成品成型時(shí)需要再次加熱的工藝展，以及對(duì)環(huán)保及節(jié)能意識(shí)的增強(qiáng)，尤其是全球不斷環(huán)節(jié)，簡(jiǎn)化了生產(chǎn)制造工藝，降低了生產(chǎn)能耗和制造呈現(xiàn)的能源危機(jī)和石油漲價(jià)，促使汽車(chē)輕量化成為成本。LFRT塑料制備與應(yīng)用的快速發(fā)展已引起了汽車(chē)工業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)。因此可循環(huán)使用的環(huán)保全球復(fù)合材料界與工業(yè)部門(mén)(如
6、汽車(chē)零配件制造商型LFRT塑料的研究與開(kāi)發(fā)、應(yīng)用又重新引起人們和汽車(chē)整車(chē)裝配廠(chǎng))的高度關(guān)注，普遍看好其發(fā)展的高度重視。應(yīng)用前景”J。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外許多科研單位和公司對(duì)LFRTLFRT塑料是近年來(lái)取得突破進(jìn)展的高性能新塑料進(jìn)行了大量的研究、開(kāi)發(fā)與工業(yè)化生產(chǎn)。目前材料，具有高強(qiáng)度、高剛度、尺寸穩(wěn)定、低翹曲度、使美國(guó)GE公司、RTP公司、Ticona公司，英國(guó)ICI公用壽命長(zhǎng)、耐蠕變性能優(yōu)良等顯著特點(diǎn)，可以彌補(bǔ)或司、Imhotep公司，日本Daical公司，北歐化工公司，取代SFRT塑料的許多不足與缺點(diǎn)。采用長(zhǎng)纖維增歐文斯科寧
7、公司，法國(guó)圣可班公司、AI：iomari公司，強(qiáng)技術(shù)是實(shí)現(xiàn)通用塑料和工程塑料達(dá)到高性能化目韓國(guó)三博公司，沙特石化公司等世界著名化工原材標(biāo)的關(guān)鍵核心技術(shù)，已引起國(guó)內(nèi)外復(fù)合材料科研與料企業(yè)已能夠工業(yè)化生產(chǎn)LFRT塑料。環(huán)保、節(jié)能、2007年中國(guó)工程塑料復(fù)合材料技術(shù)研討會(huì)論文集汽車(chē)輕量化已成為L(zhǎng)FRT塑料制備與應(yīng)用快速發(fā)展盡可能地不要損傷纖維，并保持纖維原有的長(zhǎng)度，則的主要推動(dòng)力。2002年國(guó)外的LFRT塑料產(chǎn)量就已可得到高強(qiáng)度、高韌性制品，特別適合于生產(chǎn)具有復(fù)經(jīng)達(dá)到6萬(wàn)一10萬(wàn)t／a(其中PP占56％、PA占雜結(jié)構(gòu)的高性能結(jié)
8、構(gòu)組裝件。32％)。從地區(qū)分布看，歐美占LFRT塑料用量的(2)模壓工藝先將LFRT塑料粒料進(jìn)行預(yù)塑92％，并保持30％以上的增長(zhǎng)率。2006年歐洲地區(qū)化，然后再放人模具中壓制成型。模壓工藝可生產(chǎn)LFRT塑料用量接近14萬(wàn)一22萬(wàn)t，增長(zhǎng)率超過(guò)大尺寸、形狀簡(jiǎn)潔、高強(qiáng)度、耐沖擊性的直接制品，特42％。經(jīng)過(guò)近幾年的快速發(fā)
