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長(zhǎng)纖維增強(qiáng)熱塑性塑料的英文為Long fibre reinforced thermoplastics, 簡(jiǎn)稱LFT。LFT采用最多的基體樹脂是PP、其次是PA、也有使用PBT、PPS、SAN等樹脂的,只是針對(duì)不同的樹脂需要使用不同的纖維,才可以達(dá)到較好的效果。
LFT在汽車上的應(yīng)用
在汽車行業(yè)中,LFT-PP(長(zhǎng)玻纖PP)被用于轎車的發(fā)動(dòng)機(jī)罩、儀表板骨架、蓄電池托架、座椅骨架、轎車前端模塊、保險(xiǎn)杠、行李架、備胎盤、擋泥板、風(fēng)扇葉片、發(fā)動(dòng)機(jī)底盤、車頂棚襯架等。下面我們講講LFT-PP在汽車中是如何替代其他塑料的:
一.LFT和SFT的區(qū)別
和LFT相對(duì)應(yīng),SFT 為短纖維增強(qiáng)熱塑性塑料(Short fibre reinforced thermoplastics),他們表觀上最大的區(qū)別在于顆粒和纖維的長(zhǎng)度的不同:
SFT
顆粒長(zhǎng)度: 1~3 mm
增強(qiáng)纖維長(zhǎng)度: 0.2~0.6 mm
LFT
顆粒長(zhǎng)度: 6~25 mm
增強(qiáng)纖維長(zhǎng)度: 6~25 mm
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二.LFT復(fù)合材料的特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)
-突出的力學(xué)性能 ,優(yōu)良的剛性和韌性的均衡性; -低蠕變 ; -低收縮,高尺寸穩(wěn)定性; -高缺口沖擊強(qiáng)度; -各向異性減小, 低翹曲; -與金屬相當(dāng)?shù)臒崤蛎浵禂?shù); -在寬溫度范圍和氣候條件下非常好的穩(wěn)定性; -抗動(dòng)態(tài)疲勞性能優(yōu)異。 |
三.SFT和LFT樣板落錘沖擊試驗(yàn) :PP+30%玻纖
1.短纖維,2.纖維長(zhǎng)度11mm,3.纖維長(zhǎng)度20mm
在落錘沖擊實(shí)驗(yàn)中可以明顯看出三類材料的抗沖擊性能的好壞:短纖維PP纖維增強(qiáng)有限,樣品很脆易碎;隨著纖維長(zhǎng)度的增加,纖維增強(qiáng)PP強(qiáng)度更高,且抗沖擊能力得到大大增強(qiáng)。
四.LFT-PP比SFT-PP翹曲更小
LFT PP-G20(左),SFT PP-G20(右)
五.LFT-PP和輕金屬的密度對(duì)比
玻纖增強(qiáng)PP、玻纖增強(qiáng)PA、鎂和鋁的密度
由上表看出:玻纖增強(qiáng)PP密度最?。?0%玻纖增強(qiáng)PP密度才1.33g/cm3,玻纖增強(qiáng)尼龍密度也較?。?0% 玻纖增強(qiáng)PA66密度為1.45g/cm3;鋁、鎂是輕金屬,盡管如此,相對(duì)塑料來講還是重了很多,分別為1.8g/cm3和2.8g/cm3。
長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)PP復(fù)合材料物性表
類型 | PP-LFT30 | PP-LFT40 | PP-LFT50 | |||
品級(jí)名 | 標(biāo)準(zhǔn) | 條件 | 單位 | |||
填充量 | ASTM D5630 | 750 °C/0.5h | % | 30 | 40 | 50 |
比重 | ASTM D972 | 23°C | % | 1.13 | 1.22 | 1.31 |
拉伸強(qiáng)度 | ASTM D638 | 50mm/min | Mpa | 105 | 115 | 125 |
斷裂伸長(zhǎng)率 | ASTM D638 | 50mm/min | % | 3 | 2.5 | 2.2 |
彎曲強(qiáng)度 | ASTM D790 | 20mm/min | Mpa | 150 | 170 | 180 |
彎曲模量 | ASTM D790 | 20mm/min | Mpa | 6000 | 8100 | 10500 |
沖擊強(qiáng)度 | ASTM D256 | Notched | J/m | 260 | 290 | 355 |
熱變形溫度 | ASTM D648 | 1.82 Mpa | ℃ | 155 | 156 | 158 |
六.LFT-PP的應(yīng)用舉例
LFT-PP最早、最成熟的應(yīng)用領(lǐng)域是汽車部件。由于其優(yōu)異性能和優(yōu)異性價(jià)比,LFT-PP在其它領(lǐng)域的應(yīng)用與日俱增如:器械、化工設(shè)備、電動(dòng)工具、園藝工具等。
1.踏板系統(tǒng)(福特、海馬)
采用LFT PP-GF50替代短纖 PA6-GF30 不吸水,尺寸穩(wěn)定性更高 不會(huì)因?yàn)槲鼭駥?dǎo)致力學(xué)性能變化 |
2.前端模塊
采用LFT PP-GF40 |
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