长切玻纤增强热塑性复合材料（LFRT）-moldflow

老诚

早在20世纪80年代，欧美国家就提出了LFRT（或称LFT,LFC等）的概念。但是，由于当时的纤维浸渍技术以及长纤维粒料的注塑、模压成型工艺及生产设备相对落后，再加上当时人们在热塑性塑料的短纤增强、填充及其他改性技术的研究及应用方面取得了很大的进步，从而导致对LFRT技术的研究进步缓慢。

* |% X$ L2 _: @# C# c+ `  {, M6 q    20世纪90年代中期，随着汽车工业的快速发展，以及人们对环保及节能意识的增强，汽车轻量化开始成为新型汽车的发展趋势。汽车工业的这一发展趋势使得人们再次将注意力转向LFRT 的研究和开发上来，一些世界级的公司纷纷开发出了一系列长纤维增强热塑性塑料材料以及相应的制备工艺和设备，分别拥有自己的核心知识产权。
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    Azdel 和Quadrant 攻克了玻纤毡浸渍和批量生产设备方面的技术难题，生产出了GMT（玻璃纤维毡增强热塑性复合材料） 片材；Ticona、RTP和Sabic 攻克了长玻纤浸渍和浸渍模头的设计难题，生产出了LFRT粒料；GE塑料于2001年底收购了世界上最大的工程热塑性塑料掺混物生产商――日本川崎制钢公司的LNP 工程塑料公司, 从而增强了GE 工程塑料的掺混物业务。同时，GE与PPG工业公司共同组建了Azdel 公司以开展LFRT 业务；Krauss Maffei 和Dieffenbacher解决了螺杆结构和快速压机的技术难题，分别在LFRT 直接注塑和直接模压成型等技术方面取得了突破性进展。在2001~2003 年的短短3 年时间内，Dieffenbacher 就卖出了30 多条LFRT直接模压成型生产线，这些生
9 d  x! Q+ G' y! p. W产线分别为Skoda、Polo、Passat、Touran、Golf、Mercedes A/E-Class、Smart、BMW、Fiat Stilo 等车型生产出了保险杠、仪表板和车底板护板等部件。

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LFRT的卓越性能：


  
● 优异的抗冲击性能。

● 各向同性，低收缩率和高的尺寸稳定性（低蠕变）；
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● 高低温度条件下的高力学性能保持性；

* ~1 F: D2 s+ b● 高模量、高强度、低翘曲、与金属相近的热膨胀系数；
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. I6 }# K! Z, j3 @; P● 优异的耐磨和耐疲劳性。

9 X0 n5 d+ r3 o7 x8 G# N" Y1 ?  `& P● 优异的耐化学性
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% U5 F( E- i0 X( W2 Z● 等等

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LFRT在汽车工业上的应用：保险杠骨架、座椅骨架、仪表板骨架、电瓶托架、发动机罩壳、内侧门板、脚踏板、挡泥板、备用轮胎架等几十多种
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- V- Q  R& [: K0 }/ `! t4 A: h● 散热风扇
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7 K, t. t- l+ q/ I0 U9 b     散热风扇用于降低发动机引擎的热量，其形状也较为复杂。因此要求材料具有较高的耐热性和优异的加工性能，通常采用的是增强尼龙材料。LGFPP具有优异的加工性能，且耐热性高，与增强尼龙相比，该材料可使制品的重量减轻20% 左右。

. z# l1 H0 A, u  G1 {  w    ● 脚踏板

/ I! V, I% q; a3 M    LGFPA制作的脚踏板，其重量只有700g。同采用铝合金制造的脚踏板相比，该制件重量减轻了50%。
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% S; j5 M; C& T6 s1 ~    ● 换档器底座
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7 V1 D% v& p6 L  G   LGFPP具有良好的成型工艺性，用其成型的换档器底座外形美观，可被用于替代国外同类材料。

0 |7 l& B# `* T/ O& W6 b    ● 空调风叶
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    LGFPP具有优异的尺寸稳定性，用其制造的空调轴流离心风叶不仅外观得到了改善，耐热性能也得到了提高，而且还降低了制品的生产成本。

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其它行业
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! P( m' t+ q" O, E5 E2 w4 B' g通讯电子电器行业：通讯、电子行业高精度接插件/点火器零组件、继电器基座/微波炉变压器线圈架、框架/电气联结器、继电器、电磁阀封装件/扫描仪组件等。
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* \$ ~4 s0 _# x9 f3 \; \3 K石油化工：防腐耐磨部件、平台格栅、过滤机、反应器内件等。

! H! Z% h% r- z' c3 U" V8 M其他：自行车骨架、滑雪板、地面机车脚踏板、民用安全鞋头、安全头盔等等。

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玻纤增强产品的性能决定于成型后制件中玻纤的保留长度，破坏模式主要是纤维被拔出而无法满足产品的强度要求，这里有一个临界长度的概念，当纤维长度小于临界长度时，受到一定载荷下，纤维就会被拔出，纤维的强度就不能得到充分发挥，只有在此长度之上玻纤在增强产品中的作用才能充分体现。临界长度与具体的塑料品种有关，就玻纤增强聚丙烯而言，其临界长度大概是3.1mm。一般普通增强产品玻纤的平均长度只有不到0.5mm.而LGFPP却可以保持在3-5mm.
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9 |0 Y; {& w% n! G0 X这是LGFPP拥有优异的力学性能的根本原因所在！

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在技术要求较高的注塑应用中，使用稀释技术作为节约成本的途径已成为一种增长趋势。该技术通过在注塑阶段用聚丙烯（PP树脂）对高含量长玻纤复合物进行稀释来降低配混材料的用量，以在不牺牲品质的前提下降低材料成本。

0 H7 r% Z# [) R6 [        比如三年前Borealis（北欧化工）就通过其在中东和亚太地区的独家聚烯烃分销商和经销商Borouge（博禄），推出Nepol GB600HP-9502，以满足客户从传统模塑实现这种转变的需求。
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       Nepol GB600HP-9502被设计用于与特别开发的稀释物——PP BJ100HP反应釜聚丙烯化合物结合使用。他们可以在现有的配有计量和混合设施的标准设备上生产加工汽车部件. 通过适当的聚合物计量，最终生产出的部件中玻璃纤维含量可达20-40%。这种产品组合包含一种具有长期耐高温和加工稳定性的附加组分，以及为确保模塑部件高硬挺度和抗冲击强度对聚合物和玻纤的最佳组合。
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# T' ^$ a/ n9 q& G     Nepol GB600HP-9502和BJ100HP的开发将首先把目标用途定位于稀释技术被广泛应用于承重部件注塑成型的汽车工业。这些承重部件主要包括黑色结构件，如前端底盘、仪表盘及边门模件。上述材料可替代金属并节省重量，尤其适合承重性与耐水/湿性双重要求的情况。
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( U/ A! ~4 z- {       更重要的是，北欧化工还通过博禄在中东和亚太地区为原始设备生产商和一级供应商推出PP材料的综合系列产品，用于为形成完整单元而与结构做成一体的组件，比如与前端底盘做成整体的保险杠。
. u# e7 `# y9 J/ [- Y6 S        Nepol GB600HP-9502与BJ100HP在稀释工艺中的组合具有非常优良的尺寸稳定性，非常低的吸湿性以及即便是高温下也具备的高抗蠕变性。具备上述性能的这种产品组合为很多条件苛刻的工程用途提供了理想的解决方案。
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       PLASTAO也已在多年的实践观察中确认长玻纤增强PP稀释工艺能稳定可靠高效地满足用户的使用要求并大幅降低材料成本

所谓的稀释技术，简单点讲就是指将高GF含量长玻纤增强PP同PP纯树脂以一定比例配混直接下机注塑，比如要做30%GF的LGFPP产品，可以用60%GF的直接与纯PP1：1配混，这样把GF含量降到30%，这样的成型品与直接用30%LGFPP注塑所得成型品性能相当，而成本却大幅降低了。

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听你这么一说，还真的听受用的