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为什么大众公司用长玻纤增强PP,而不是短玻纤增强PP?

2016-9-26 7:46:14      点击:打印此页】  【关闭

为了使玻璃纤维在塑料中很好地起到提高强度的作用,必须使玻璃纤维长度大于其临界长度Lo。有关资料表明,当纤维长度小于此临界长度的纤维增强塑料受到一定载荷时,纤维就会被拔出,纤维的强度就不能得到充分发挥。临界长度Lo与具体的塑料品种有关,就玻纤增强聚丙烯而言,其Lo为3.1mm。


由此表明,破坏模式主要是纤维被拔出而无法满足模块载体材料的强度要求。因此,开发应用长玻纤增强聚丙烯及其注射成型技术,就是要制备出增强玻纤长度在10mm左右的聚丙烯原料,并通过改进的注射成型工艺,保证制品中的玻纤长度在3.1mm以上。


LFT与短纤维增强热塑性复合材料相比的优点:

•纤维长度较长,明显提高制品的力学性能。

•比刚度和比强度高,抗冲击性能好,特别适合汽车部件的应用。

•耐蠕变性能提高,尺寸稳定性好,部件成型精度高。

•耐疲劳性能优良。

•在高温和潮湿环境中的稳定性更好。

•成型过程中纤维可以在成型模具中相对移动,纤维损伤小。








家电行业:洗衣机滚筒、洗衣机三角支架、一刷机滚筒、空调风扇等、用于替代短玻纤增强PA、APS或金属材料。

通讯、电子、电器行业:通讯电子行业的高精度接插件、点火器零组件、线圈轴、继电器基座、微波炉变压器线圈架/框架、电气连接器、电磁阀封装件、扫描仪组件等。




下面,就几个长玻纤塑料典型应用部件介绍。



大众、福特等外资品牌汽车前端模块塑料化成功应用多年。近年来,自主品牌车企逐步开始进行自主化设计与新材料应用研究。比如,上汽主导的FCV-863项目,对前端模块实施塑料化,减重达3.03kg。长安汽车,在2011年车展并展示了款配有全塑料前端模块的CX30紧凑型轿车,将22个金属零部件组成一个注塑成型部件,极大地简化了CX30车型的前端结构,使该部件减重高达40%,并且减轻了汽车总重量约4kg。长安逸动2015款塑料前端模块原钢件10.13kg,塑料件6kg,预计减重4.13kg,减重率41%;并将推广应用到C201、C206、C2X等量产车型上。长城汽车2014年6月量产的最新款汽车已采用塑料前端模块,重量减轻30%至4.7kg。江淮汽车目前也在量产车上推广塑料前端模块等产品。2011年,奇瑞汽车承担的“纤维增强塑料前端模块开发及其在目标车型上集成应用”国家科技支撑计划项目,对塑料前端模块进行系统开发,并成功应用到量产车型(比如艾瑞泽7)上。

在卡车前端模块塑料化方面,SABIC与SCANIA合作成功开发了卡车前端框架,并形成模块化供货,将部件由5.15kg减重至3.29kg,减重效果达33%。

仪表板本体骨架:对于软质仪表板骨架材料,采用LGFPP比填充PP材料强度更高、弯曲模量更改,流动性更好些,在相同强度下,仪表板设计厚度可减薄从而减重,一般减重效果约20%。同时,可将传统的多个部件仪表盘托架发展为单个模块。此外,仪表板前除霜风道本体、仪表板中间骨架选材,一般与仪表板本体骨架采用同一种材料,可进一步提升减重效果。





车门模块(车门中间板骨架)

曾经采用SABICSTAMAX长玻纤聚丙烯的现代索纳塔塑料车门模块,获得了在美国塑料工程师协会(SPE)创新大奖。新福特Fiesta车型前门模块集成了多种功能元件,诸如门锁、车门玻璃升降器、扬声器、防盗装置等。马自达6车门内板,一汽奔腾B70等皆采用LGFPP制造。

换挡机构:换挡机构主要采用金属材料和短纤维尼龙材料,目前,国外少数车型换挡机构骨架已尝试采用长玻纤增强聚丙烯材料替代短玻纤尼龙材料。尼龙材料容易吸水,成品件吸水率一般在0.7%以上。在高温高湿环境下,存在发生失效的风险;若改为不易吸水的长玻纤聚丙烯材料,则可避免此类问题的发生。同时,采用长玻纤增强PP材料,可起到减重降本的作用。

电子油门踏板:电子油门踏板臂需要承受较大的力,因此,其选用材料需要有极好的力学性能,较好的韧性,在高低温下材料性能不能有大的变化。目前电子油门踏板臂以玻纤增强PA材料为主。长玻纤塑料用于电子油门踏板上,具有低气味性且高强度的良好性能,比增强PA材料的成本低。

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