LFT介紹、成型工藝及應(yīng)用

1、LFT概念及發(fā)展歷史 LFT是Long-fiber reinforce thermoplastic的簡(jiǎn)稱,中文譯為長(zhǎng)纖維增 強(qiáng)熱塑性塑料; 早在20世紀(jì)80年代，歐美國(guó)家就提出了LFT的概念。只是，由于當(dāng) 時(shí)的纖維浸漬技術(shù)以及長(zhǎng)纖維粒料的注塑、模壓成型工藝及生產(chǎn) 設(shè)備相對(duì)落后，再加上當(dāng)時(shí)人們?cè)跓崴苄运芰系亩汤w增強(qiáng)、填充 及其他改性技術(shù)的研究及應(yīng)用方面取得了很大的進(jìn)步，從而導(dǎo)致 對(duì)LFT技術(shù)的研究進(jìn)步緩慢。 20世紀(jì)90年代中期，隨著汽車(chē)工業(yè)的快速發(fā)展，以及人們對(duì)環(huán)保 及節(jié)能意識(shí)的增強(qiáng)，尤其是能源危機(jī)、石油漲價(jià)，促使汽車(chē)輕量 化成為新型汽車(chē)的發(fā)展趨勢(shì)，也使得人們?cè)俅螌⒆⒁饬D(zhuǎn)向到了 FT 的研究

2、和開(kāi)發(fā)上； 環(huán)保、節(jié)能、汽車(chē)輕量化環(huán)保、節(jié)能、汽車(chē)輕量化成為L(zhǎng)FT快速發(fā)展的主要?jiǎng)恿?在2002年時(shí)，LFT的產(chǎn)量就達(dá)到6萬(wàn)t/y,（其中PP占到56、PA占 到32，從地區(qū)分布看，歐美占到了總量的92），并保持30% 左右的增長(zhǎng)率，2006僅歐洲的用量就接近14萬(wàn)t了，經(jīng)過(guò)近幾年的 快速發(fā)展、亞州的比重也有了明顯的提高。 LFT的成型工藝及主要成品 長(zhǎng)纖維經(jīng)過(guò)專(zhuān)用的模具浸漬專(zhuān)用的樹(shù)脂體系， 得到被樹(shù)脂充分浸潤(rùn)的長(zhǎng)條，然后根據(jù)需要切 成需要的長(zhǎng)度 采用最多的基體樹(shù)脂是PP、其次是PA、也有 使用PBT、PPS、SAN等樹(shù)脂的，只是針對(duì)不 同的樹(shù)脂需要使用不同的纖維，才以達(dá)到較好 的效果； 根據(jù)

3、最終用途不同，成品可以是長(zhǎng)條的、也可 以是帶狀的、一定寬度的板子，甚至可以是棒 狀的、直接用于取代熱固性產(chǎn)品。 LFT的主要特點(diǎn)及優(yōu)勢(shì) 主要特點(diǎn)： 纖維在制品中的長(zhǎng)度遠(yuǎn)高于雙螺桿擠塑工藝生產(chǎn)的，若采用專(zhuān)用 注塑機(jī)、這種優(yōu)勢(shì)會(huì)更加明顯； 增強(qiáng)的制品具有優(yōu)異的力學(xué)性能、尤其是沖擊強(qiáng)度，要比一般制 品高出一倍； 制品的玻纖含量可控制得相當(dāng)高（有的高達(dá)80%），使得制品具 有很好的強(qiáng)度和剛性、可替代金屬材，用于汽車(chē)、船舶、建筑和 專(zhuān)用工具等； 與GMT材料比、具相對(duì)簡(jiǎn)單的生產(chǎn)工藝、并有更簡(jiǎn)單的成型工藝， 這也是近年LFT快速增長(zhǎng)、GMT相對(duì)下的原因之一； 就量與金屬材料相比，LFT具有一定的優(yōu)勢(shì)： -

4、 質(zhì)量較輕、比強(qiáng)度高 - 易加工，成型效率高、成品率高 - 不易被腐蝕 LFT制品具有優(yōu)異的綜合性能 優(yōu)異的抗沖擊性能。對(duì)于聚丙烯和尼龍基體的LFT粒 料而言，由于其模壓產(chǎn)品中的纖維最長(zhǎng)，因而其抗沖 擊性能最好。另外，其注塑成型的產(chǎn)品的抗沖擊性能 明顯高于短纖維粒料的注塑成型產(chǎn)品； 纖維含量高、使之具有低收縮率和高的尺寸穩(wěn)定性 （低蠕變）； 在 惡劣溫度條件下、具大高力學(xué)性能保持性； 高模量、高強(qiáng)度、低翹曲、與金屬相近的熱膨脹系數(shù) 以下是我們研發(fā)中測(cè)試?yán)w維時(shí)的性能對(duì)比（由于樹(shù)脂 體系和注塑機(jī)是普通的，LFT的性能并沒(méi)有得到充分 的發(fā)揮、與我們客戶做的LFT還有一定的差距）： LFT-PP的性能

5、 LFT-PA6的性能 LFT-PA66的性能 LFT-PBT的性能比較 LFT-PET的性能比較 LFT具有更好的性能 從以上對(duì)數(shù)據(jù)可以看出，LFT具有更好的 性能、尤其是沖擊強(qiáng)度，若采用專(zhuān)用注 塑機(jī)制樣、性能還將有大幅度的提高； LFT性能好的主要原因之一是LFT中纖維 的保留長(zhǎng)度明顯優(yōu)異雙螺桿擠生產(chǎn)的產(chǎn) 品，使之抗沖擊性能好； LFT中的纖維保留長(zhǎng)度好、而且分散均勻。 LFT制品中纖維保留長(zhǎng)度與性能對(duì)比 LFT的成型設(shè)備 采用普通的注塑機(jī)成型，但性能難于得到充分的發(fā)揮； 采用專(zhuān)用的注塑機(jī)成型（如日本制鋼所研發(fā)的），由 于螺桿作了較大的改進(jìn)，纖維在成品中的長(zhǎng)度均勻性 好，相應(yīng)的性能也更好一

6、些； Krauss Maffei 和Dieffenbacher在解決了螺桿結(jié)構(gòu)和快速 壓機(jī)的技術(shù)難題后，分別在LFRT 直接注塑和直接模壓 成型等技術(shù)方面取得了突破性進(jìn)展。在20012003 年 的短短3 年時(shí)間內(nèi)，Dieffenbacher 就賣(mài)出了30 多條 LFT直接模壓成型生產(chǎn)線，這些生產(chǎn)線分別為Skoda、 Polo、Passat、Touran、Golf、Mercedes A/E-Class、 Smart、BMW、Fiat Stilo 等車(chē)型生產(chǎn)出了保險(xiǎn)杠、儀 表板和車(chē)底板護(hù)板等部件。 LFT與GMT比較 GMT發(fā)展歷史比較長(zhǎng)，工藝也比較成熟，但設(shè)備較大、投資也比 較多，后期成型以模

7、壓為主、相對(duì)比較單一； LFT的研發(fā)相對(duì)要晚一些，但發(fā)展很快，主要是設(shè)備相對(duì)簡(jiǎn)單、 初期投資相對(duì)低； 采用LFT生產(chǎn)的成品可以是不同長(zhǎng)度的粒料、也可以是帶子、可 卷繞的片材、圓棒（直接用于替代熱固性產(chǎn)品）等； LFT后期成型的手段較多、可注塑、模壓、纏繞等。 2000 年開(kāi)始，GMT 銷(xiāo)量的增長(zhǎng)趨勢(shì)開(kāi)始停止，甚至 出現(xiàn)了下降的趨勢(shì)。與此相反，LFRT 粒料及其直接成 型的LFRT-D 的需求量卻快速增長(zhǎng)。 LFT與普通長(zhǎng)纖增強(qiáng)制品的比較 LFT是采用長(zhǎng)纖維增強(qiáng)的，但與采用雙螺桿擠 塑工藝改性樹(shù)脂的長(zhǎng)纖維有很大差異，主要表 現(xiàn)在以下方面： LFT用的紗、對(duì)生產(chǎn)的工藝性要求很高，能生 產(chǎn)此類(lèi)纖維的

8、廠家較少；而雙螺桿擠塑用的長(zhǎng) 纖維相對(duì)簡(jiǎn)單，極大多數(shù)廠家都能生產(chǎn)； 纖維在成品中的分散狀況有很大差異、導(dǎo)致它 們的性能和用途也有很大的差異； LFT的力學(xué)性能要好得多、主要用于高強(qiáng)度的 結(jié)構(gòu)件。 LFT制品的主要應(yīng)用 替代金屬材料、用于生產(chǎn)汽車(chē)零部件，如 保險(xiǎn)杠、儀表板和車(chē)底板護(hù)板等部件 ； 用于生產(chǎn)高性能的建筑材料及輔助工具； 用于家用電器方面 經(jīng)過(guò)特殊處理、也可發(fā)泡成裝飾用的隔熱 材料、取代GMT 加入到回收樹(shù)脂中、提高制品的力學(xué)性能； LFT應(yīng)用案例一（汽車(chē)離合器） LFT應(yīng)用于汽車(chē)的部件 長(zhǎng)纖維增強(qiáng)聚丙烯被用于轎車(chē)的發(fā)動(dòng)機(jī)罩、 儀表板骨架、蓄電池托架、座椅骨架、轎車(chē) 前端模塊、保險(xiǎn)杠、行李架、備胎盤(pán)、擋泥 板、風(fēng)扇葉片、發(fā)動(dòng)機(jī)底盤(pán)、車(chē)頂棚襯架等 ； 長(zhǎng)纖維增強(qiáng)的PA，被進(jìn)一步擴(kuò)展到引擎蓋 內(nèi)，因?yàn)長(zhǎng)FT-PA 不僅硬度高、重量低，而 且高玻纖含量使其熱膨脹系數(shù)幾乎與金屬相 同，能承受引擎帶來(lái)的高溫。 LFT在歐洲汽車(chē)中的應(yīng)用情況（歐洲熱塑性復(fù)合材料聯(lián)盟統(tǒng)計(jì)） 生產(chǎn)LFT產(chǎn)品的關(guān)健 合理的生產(chǎn)工藝線、尤其是模具和模口的設(shè)計(jì) 很重