長(zhǎng)玻璃纖維增強(qiáng)聚丙烯復(fù)合材料的制備及改性

長(zhǎng)玻璃纖維增強(qiáng)聚丙烯復(fù)合材料的制備及改性一、本文概述隨著科技的發(fā)展和工業(yè)的進(jìn)步，高性能復(fù)合材料的需求日益增加。長(zhǎng)玻璃纖維增強(qiáng)聚丙烯復(fù)合材料因其優(yōu)良的力學(xué)性能、熱穩(wěn)定性和耐腐蝕性，被廣泛應(yīng)用于汽車、航空航天、電子電器和建筑等領(lǐng)域。本文旨在探討長(zhǎng)玻璃纖維增強(qiáng)聚丙烯復(fù)合材料的制備工藝及其改性方法，以提高其綜合性能，滿足更廣泛的應(yīng)用需求。本文將介紹長(zhǎng)玻璃纖維增強(qiáng)聚丙烯復(fù)合材料的制備過(guò)程，包括原材料的選擇、纖維表面處理、復(fù)合材料的成型工藝等關(guān)鍵步驟。通過(guò)對(duì)制備工藝的詳細(xì)闡述，為后續(xù)改性研究提供基礎(chǔ)。針對(duì)長(zhǎng)玻璃纖維增強(qiáng)聚丙烯復(fù)合材料在某些性能上的不足，本文將重點(diǎn)探討其改性方法。改性方法主要包括化學(xué)改性和物理改性兩種?；瘜W(xué)改性通過(guò)引入功能性基團(tuán)或化學(xué)鍵合，改善纖維與基體之間的界面相容性；物理改性則通過(guò)添加增容劑、偶聯(lián)劑等輔助材料，優(yōu)化復(fù)合材料的微觀結(jié)構(gòu)，提高其性能。本文將對(duì)長(zhǎng)玻璃纖維增強(qiáng)聚丙烯復(fù)合材料的性能表征進(jìn)行分析，包括力學(xué)性能、熱穩(wěn)定性、耐腐蝕性等方面的測(cè)試與評(píng)估。通過(guò)對(duì)比改性前后的性能變化，評(píng)估改性方法的有效性，為實(shí)際應(yīng)用提供理論依據(jù)。通過(guò)本文的研究，旨在為長(zhǎng)玻璃纖維增強(qiáng)聚丙烯復(fù)合材料的制備及改性提供有益的參考和指導(dǎo)，推動(dòng)其在各領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。二、長(zhǎng)玻璃纖維增強(qiáng)聚丙烯復(fù)合材料的制備長(zhǎng)玻璃纖維增強(qiáng)聚丙烯（PP）復(fù)合材料的制備過(guò)程是一個(gè)結(jié)合了先進(jìn)工藝技術(shù)和材料科學(xué)原理的復(fù)雜過(guò)程。這個(gè)過(guò)程的主要目的是通過(guò)引入長(zhǎng)玻璃纖維來(lái)增強(qiáng)聚丙烯基體的力學(xué)性能、熱性能以及尺寸穩(wěn)定性，同時(shí)保持材料的加工性和成本效益。選擇高質(zhì)量的聚丙烯樹(shù)脂作為基體材料，這是制備高性能復(fù)合材料的關(guān)鍵。隨后，對(duì)長(zhǎng)玻璃纖維進(jìn)行預(yù)處理，包括清洗、干燥和表面處理，以改善纖維與基體之間的界面相容性。將預(yù)處理后的長(zhǎng)玻璃纖維與聚丙烯樹(shù)脂混合。這個(gè)過(guò)程通常在專用的混合設(shè)備中進(jìn)行，如高速混合機(jī)或密煉機(jī)。在混合過(guò)程中，纖維會(huì)被均勻地分散在聚丙烯樹(shù)脂中，形成纖維增強(qiáng)的復(fù)合材料。為了確保纖維在基體中的均勻分布和良好的界面結(jié)合，通常會(huì)采用一些特殊的加工技術(shù)，如熔融共混或原位聚合。這些技術(shù)能夠有效地提高纖維與基體之間的相互作用，從而增強(qiáng)復(fù)合材料的性能。將混合均勻的復(fù)合材料進(jìn)行成型加工，如擠出、注塑或模壓。成型過(guò)程中，復(fù)合材料會(huì)在一定的溫度和壓力下發(fā)生形變，使纖維與基體之間形成緊密的結(jié)合。最終得到的長(zhǎng)玻璃纖維增強(qiáng)聚丙烯復(fù)合材料具有優(yōu)異的力學(xué)性能和熱穩(wěn)定性，能夠滿足各種工程應(yīng)用的需求。在整個(gè)制備過(guò)程中，對(duì)工藝參數(shù)的控制和優(yōu)化至關(guān)重要。例如，混合溫度、時(shí)間和速度，以及成型壓力和溫度等參數(shù)都會(huì)影響最終復(fù)合材料的性能。需要通過(guò)實(shí)驗(yàn)和理論分析來(lái)確定最佳的工藝參數(shù)，以獲得性能最優(yōu)的復(fù)合材料。為了進(jìn)一步提高復(fù)合材料的性能，還可以采用一些改性方法，如添加增容劑、偶聯(lián)劑或納米填料等。這些改性劑可以改善纖維與基體之間的界面相容性，增強(qiáng)復(fù)合材料的力學(xué)性能和熱穩(wěn)定性。還可以通過(guò)優(yōu)化復(fù)合材料的微觀結(jié)構(gòu)來(lái)提高其性能，如通過(guò)控制纖維的取向、分布和長(zhǎng)度等。長(zhǎng)玻璃纖維增強(qiáng)聚丙烯復(fù)合材料的制備是一個(gè)綜合性的過(guò)程，需要綜合考慮材料選擇、纖維預(yù)處理、混合加工、成型工藝以及改性方法等多個(gè)因素。通過(guò)不斷優(yōu)化制備工藝和改性方法，可以制備出性能優(yōu)異、成本效益高的長(zhǎng)玻璃纖維增強(qiáng)聚丙烯復(fù)合材料，為各種工程應(yīng)用提供有力支持。三、長(zhǎng)玻璃纖維增強(qiáng)聚丙烯復(fù)合材料的改性長(zhǎng)玻璃纖維增強(qiáng)聚丙烯復(fù)合材料（LGFPP）的改性是為了進(jìn)一步提升其性能，以滿足不同應(yīng)用場(chǎng)景的需求。改性方法主要包括化學(xué)改性和物理改性兩大類。化學(xué)改性主要是通過(guò)添加化學(xué)試劑或催化劑，改變聚丙烯的分子結(jié)構(gòu)，進(jìn)而提升其與玻璃纖維的相容性和界面結(jié)合力。例如，通過(guò)接枝反應(yīng)，將極性基團(tuán)引入到聚丙烯分子鏈中，增加其與玻璃纖維的浸潤(rùn)性和粘接力。還可以采用偶聯(lián)劑來(lái)改善玻璃纖維與聚丙烯的界面性能，常用的偶聯(lián)劑有硅烷偶聯(lián)劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑等。物理改性主要是通過(guò)添加各種填料、增塑劑、增韌劑等，改善LGFPP復(fù)合材料的物理性能和加工性能。填料的加入可以增加復(fù)合材料的剛度、強(qiáng)度和耐磨性，常見(jiàn)的填料有碳酸鈣、滑石粉、玻璃纖維等。增塑劑的加入可以降低聚丙烯的熔點(diǎn)，改善其加工流動(dòng)性，常用的增塑劑有鄰苯二甲酸酯類、脂肪酸酯類等。增韌劑的加入可以提高復(fù)合材料的抗沖擊性能，常用的增韌劑有彈性體、塑性體等。還可以采用共混改性的方法，將聚丙烯與其他高分子材料（如聚乙烯、聚氯乙烯等）進(jìn)行共混，以獲得綜合性能更優(yōu)的復(fù)合材料。共混改性不僅可以提高LGFPP復(fù)合材料的強(qiáng)度、剛度等力學(xué)性能，還可以改善其耐熱性、耐化學(xué)腐蝕性等。長(zhǎng)玻璃纖維增強(qiáng)聚丙烯復(fù)合材料的改性是一個(gè)復(fù)雜而重要的過(guò)程，需要根據(jù)具體應(yīng)用場(chǎng)景和性能需求，選擇合適的改性方法和改性劑。通過(guò)改性，可以進(jìn)一步提升LGFPP復(fù)合材料的綜合性能，拓寬其應(yīng)用領(lǐng)域。四、長(zhǎng)玻璃纖維增強(qiáng)聚丙烯復(fù)合材料的性能表征長(zhǎng)玻璃纖維增強(qiáng)聚丙烯復(fù)合材料的性能表征是評(píng)估其實(shí)際應(yīng)用效果的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。通過(guò)一系列實(shí)驗(yàn)和測(cè)試方法，我們可以全面了解這種復(fù)合材料的力學(xué)、熱學(xué)、電學(xué)等性能，為其在實(shí)際工程中的應(yīng)用提供有力的數(shù)據(jù)支持。我們對(duì)復(fù)合材料的力學(xué)性能進(jìn)行了詳細(xì)表征。通過(guò)拉伸試驗(yàn)、彎曲試驗(yàn)和沖擊試驗(yàn)等手段，我們測(cè)定了復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度、沖擊強(qiáng)度等關(guān)鍵力學(xué)性能指標(biāo)。結(jié)果表明，與純聚丙烯相比，長(zhǎng)玻璃纖維的加入顯著提高了復(fù)合材料的力學(xué)性能，使其具有更高的承載能力和更好的抗沖擊性。我們對(duì)復(fù)合材料的熱學(xué)性能進(jìn)行了評(píng)估。通過(guò)熱重分析（TGA）和差熱分析（DSC）等測(cè)試方法，我們研究了復(fù)合材料的熱穩(wěn)定性和熱轉(zhuǎn)變行為。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，長(zhǎng)玻璃纖維的加入提高了聚丙烯的熱穩(wěn)定性，使其在高溫環(huán)境下仍能保持良好的性能。我們還對(duì)復(fù)合材料的電學(xué)性能進(jìn)行了表征。通過(guò)電導(dǎo)率測(cè)試和絕緣性能測(cè)試等手段，我們了解了復(fù)合材料在電氣領(lǐng)域的應(yīng)用潛力。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，長(zhǎng)玻璃纖維的加入對(duì)聚丙烯的電學(xué)性能產(chǎn)生了一定的影響，但復(fù)合材料仍保持良好的絕緣性能，適用于電氣絕緣和電磁屏蔽等領(lǐng)域。除了以上性能測(cè)試外，我們還對(duì)復(fù)合材料的微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征。通過(guò)掃描電子顯微鏡（SEM）和透射電子顯微鏡（TEM）等觀察手段，我們觀察到了長(zhǎng)玻璃纖維在聚丙烯基體中的分散情況和界面結(jié)合狀態(tài)。這些微觀結(jié)構(gòu)信息有助于我們深入理解復(fù)合材料的性能增強(qiáng)機(jī)制，并為進(jìn)一步優(yōu)化復(fù)合材料的制備工藝提供指導(dǎo)。通過(guò)全面的性能表征，我們深入了解了長(zhǎng)玻璃纖維增強(qiáng)聚丙烯復(fù)合材料的各項(xiàng)性能。這種復(fù)合材料在力學(xué)性能、熱學(xué)性能和電學(xué)性能等方面均表現(xiàn)出優(yōu)異的性能，具有廣闊的應(yīng)用前景。五、長(zhǎng)玻璃纖維增強(qiáng)聚丙烯復(fù)合材料的應(yīng)用領(lǐng)域長(zhǎng)玻璃纖維增強(qiáng)聚丙烯復(fù)合材料（LGFPP）以其優(yōu)異的力學(xué)性能、熱穩(wěn)定性、耐化學(xué)腐蝕性和較低的成本，在眾多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。以下將詳細(xì)介紹LGFPP的主要應(yīng)用領(lǐng)域。汽車工業(yè)：在汽車工業(yè)中，LGFPP因其高強(qiáng)度、高剛性和良好的抗沖擊性能而被廣泛應(yīng)用于車身部件、底盤、發(fā)動(dòng)機(jī)支架等結(jié)構(gòu)件的制造。使用LGFPP可以顯著減輕汽車重量，提高燃油效率，同時(shí)保持或提升汽車的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和安全性。電子電器：在電子電器領(lǐng)域，LGFPP因其良好的絕緣性、耐熱性和機(jī)械強(qiáng)度而被用于制造電器外殼、插座、開(kāi)關(guān)、電路板支撐等部件。由于其優(yōu)良的尺寸穩(wěn)定性和低膨脹系數(shù)，LGFPP也適用于制造高精度的電子元件和光學(xué)器件。建筑和土木工程：在建筑和土木工程中，LGFPP因其高強(qiáng)度、輕質(zhì)和良好的耐候性而被用于制造窗戶、門、外墻板、管道、電纜支架等建筑材料。這些材料不僅具有優(yōu)良的力學(xué)性能，而且易于加工和安裝，可以有效提高建筑效率和質(zhì)量。包裝和物流：在包裝和物流領(lǐng)域，LGFPP因其高強(qiáng)度、剛性和良好的耐化學(xué)腐蝕性而被用于制造各種包裝箱、托盤、貨架等物流設(shè)施。這些設(shè)施可以有效地保護(hù)貨物在運(yùn)輸過(guò)程中的安全，提高物流效率。體育用品和休閑用品：在體育用品和休閑用品領(lǐng)域，LGFPP因其輕質(zhì)、高強(qiáng)度和良好的耐用性而被廣泛用于制造滑雪板、沖浪板、帆船桅桿、自行車車架等高性能產(chǎn)品。這些產(chǎn)品不僅具有優(yōu)良的力學(xué)性能，而且外觀美觀，可以滿足不同消費(fèi)者的需求。長(zhǎng)玻璃纖維增強(qiáng)聚丙烯復(fù)合材料憑借其優(yōu)異的性能和廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，正逐漸成為材料科學(xué)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)和工業(yè)應(yīng)用的重要方向。隨著科技的不斷進(jìn)步和工藝的持續(xù)優(yōu)化，LGFPP在未來(lái)的應(yīng)用領(lǐng)域還將進(jìn)一步擴(kuò)大。六、結(jié)論與展望本研究對(duì)長(zhǎng)玻璃纖維增強(qiáng)聚丙烯復(fù)合材料的制備及改性進(jìn)行了深入的探討，通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了不同制備工藝和改性方法對(duì)復(fù)合材料性能的影響。結(jié)果表明，長(zhǎng)玻璃纖維的加入可以顯著提高聚丙烯的力學(xué)性能、熱穩(wěn)定性和尺寸穩(wěn)定性。通過(guò)選擇合適的偶聯(lián)劑、增塑劑等改性劑，可以進(jìn)一步優(yōu)化復(fù)合材料的綜合性能，拓寬其應(yīng)用領(lǐng)域。當(dāng)前研究仍存在一定的局限性。例如，對(duì)于長(zhǎng)玻璃纖維與聚丙烯基體之間的界面相容性問(wèn)題，尚需進(jìn)一步探索有效的解決方法。復(fù)合材料的制備工藝和改性方法仍有待優(yōu)化，以提高生產(chǎn)效率、降低成本并提升材料性能。展望未來(lái)，隨著科技的不斷進(jìn)步，長(zhǎng)玻璃纖維增強(qiáng)聚丙烯復(fù)合材料將在更多領(lǐng)域得到應(yīng)用。針對(duì)目前研究的不足，未來(lái)的研究方向可以關(guān)注以下幾個(gè)方面：一是深入研究長(zhǎng)玻璃纖維與聚丙烯基體之間的界面相容性，探索更有效的界面改性方法；二是優(yōu)化復(fù)合材料的制備工藝，提高生產(chǎn)效率并降低成本；三是拓展復(fù)合材料的應(yīng)用領(lǐng)域，如汽車、航空航天、電子電器等領(lǐng)域；四是關(guān)注復(fù)合材料的環(huán)保性能，開(kāi)發(fā)環(huán)保型長(zhǎng)玻璃纖維增強(qiáng)聚丙烯復(fù)合材料，以滿足日益嚴(yán)格的環(huán)保要求。長(zhǎng)玻璃纖維增強(qiáng)聚丙烯復(fù)合材料作為一種高性能復(fù)合材料，在多個(gè)領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。通過(guò)不斷深入研究和優(yōu)化制備工藝，有望為材料科學(xué)和工業(yè)發(fā)展做出更大的貢獻(xiàn)。參考資料：隨著科技的進(jìn)步和工業(yè)的發(fā)展，聚丙烯（PP）作為一種通用塑料，因其優(yōu)良的力學(xué)性能、加工性能和耐化學(xué)腐蝕性，在許多領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。純PP的拉伸強(qiáng)度相對(duì)較低，限制了其應(yīng)用范圍。為了改善PP的力學(xué)性能，研究者們開(kāi)發(fā)出了多種增強(qiáng)PP復(fù)合材料，長(zhǎng)玻璃纖維（LGF）增強(qiáng)PP復(fù)合材料因其優(yōu)異的力學(xué)性能和加工性能而備受關(guān)注。本文主要探討長(zhǎng)玻璃纖維聚丙烯復(fù)合材料粒料注塑制品的拉伸強(qiáng)度。制備LGF/PP復(fù)合材料粒料的主要步驟包括：浸潤(rùn)、熔融共混和造粒。浸潤(rùn)階段是關(guān)鍵，需要選擇合適的浸潤(rùn)劑以使纖維在PP基體中均勻分散。熔融共混過(guò)程中，需控制溫度和剪切力，確保纖維在PP中均勻分散且不斷裂。造粒后得到的粒料可用于后續(xù)的注塑成型。注塑成型是制備LGF/PP復(fù)合材料制品的重要步驟。注塑參數(shù)如溫度、壓力和時(shí)間對(duì)制品的拉伸強(qiáng)度有顯著影響。在注射過(guò)程中，應(yīng)確保材料充分熔融并均勻混合，避免纖維在模具中過(guò)早凝固。通過(guò)拉伸試驗(yàn)可以測(cè)定LGF/PP復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度。測(cè)試時(shí)，需保證試樣在恒溫、恒濕的環(huán)境中，以消除環(huán)境對(duì)測(cè)試結(jié)果的影響。表征復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度主要采用光學(xué)顯微鏡和掃描電子顯微鏡（SEM）觀察斷面形貌，分析纖維與基體的界面結(jié)合情況。影響LGF/PP復(fù)合材料拉伸強(qiáng)度的主要因素包括纖維長(zhǎng)度、纖維含量、基體樹(shù)脂類型和加工條件等。纖維長(zhǎng)度和含量對(duì)復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度有顯著影響，隨著纖維長(zhǎng)度增加，復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度通常提高。但當(dāng)纖維長(zhǎng)度超過(guò)一定值時(shí)，過(guò)長(zhǎng)的纖維容易發(fā)生團(tuán)聚，反而降低拉伸強(qiáng)度?；w樹(shù)脂的類型和加工條件也會(huì)影響復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度。為提高LGF/PP復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度，可以采用多種策略。優(yōu)化浸潤(rùn)劑類型和濃度，以改善纖維與基體的界面粘結(jié)力。選用高分子量和高結(jié)晶度的PP樹(shù)脂作為基體，提高基體的韌性。通過(guò)調(diào)整加工條件，如提高剪切力、優(yōu)化注射速度和模具溫度等，可以促進(jìn)纖維在基體中的分散并減少纖維斷裂。采用多相多組分的增韌體系，如彈性體增韌或無(wú)機(jī)剛性粒子增韌，能有效吸收應(yīng)力并提高復(fù)合材料的韌性。長(zhǎng)玻璃纖維聚丙烯復(fù)合材料粒料注塑制品具有優(yōu)異的力學(xué)性能和加工性能，廣泛應(yīng)用于汽車、電子、家用電器等領(lǐng)域。通過(guò)優(yōu)化浸潤(rùn)劑選擇、熔融共混工藝和注塑成型參數(shù)，以及采用適當(dāng)?shù)脑鲰g體系，可以有效提高其拉伸強(qiáng)度。未來(lái)研究應(yīng)關(guān)注長(zhǎng)玻璃纖維聚丙烯復(fù)合材料的長(zhǎng)期性能穩(wěn)定性、環(huán)境適應(yīng)性以及低成本制備技術(shù)等方面，以進(jìn)一步拓展其應(yīng)用領(lǐng)域。玻璃纖維增強(qiáng)復(fù)合材料指以玻璃纖維及其制品為增強(qiáng)材料和基體材料，通過(guò)一定的成型工藝復(fù)合而成的一種材料。玻璃纖維增強(qiáng)復(fù)合材料指以玻璃纖維及其制品為增強(qiáng)材料和基體材料，通過(guò)一定的成型工藝復(fù)合而成的一種材料。玻璃纖維是由熔融玻璃快速抽拉而成的細(xì)絲，按原材料組分可分為有堿，無(wú)堿、中堿及特種玻璃纖維，如高硅氧、石英纖維等。玻璃纖維制品主要有玻璃纖維布、氈及特種立體織物等。玻璃纖維布按經(jīng)緯紗線編織方式的不同，可分為，N紋、斜紋，玻璃纖維布等。特種立體織物可分為鋪層縫合、三向正交織物、多軸向徑編織物、二維多向編織物等口常用的基體有無(wú)機(jī)基體(磷酸鹽類)和有機(jī)基體(環(huán)氧樹(shù)脂、酚醛樹(shù)脂、不飽和聚乙樹(shù)脂等)，盒屬基體一般為鋁合金。常用的玻璃纖維復(fù)合材一料指樹(shù)脂基復(fù)合材料，可采用手糊、纏繞、壓制等成型工藝，也可采用注射及拉擠成型工藝。玻璃纖維增強(qiáng)復(fù)合材料由于輕質(zhì)、耐腐蝕、絕緣等特性，可廣泛應(yīng)用手機(jī)械、化工、交通運(yùn)輸?shù)阮I(lǐng)域。在軍事領(lǐng)域可用于雷達(dá)罩、整流罩、導(dǎo)彈彈頭及固體火箭發(fā)動(dòng)掃L燒蝕防熱層、導(dǎo)彈發(fā)射筒、槍械及地山戰(zhàn)斗車輛結(jié)構(gòu)件等。汽車行業(yè)是復(fù)合材料應(yīng)用非常廣泛的一個(gè)領(lǐng)域，特別是在歐洲，由于相關(guān)法規(guī)的要求，在2020年前汽車一定要滿足相應(yīng)的排放標(biāo)準(zhǔn)。而要減少排放，汽車輕量化是很重要的。輕量化是汽車工業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)，這一發(fā)展趨勢(shì)給復(fù)合材料帶來(lái)了極大的機(jī)遇。在汽車、建筑、能源、工業(yè)以及運(yùn)輸產(chǎn)業(yè)等領(lǐng)域，材料解決方案正逐漸發(fā)生改變。從傳統(tǒng)材料轉(zhuǎn)向高性能復(fù)合材料，這為高性能復(fù)合材料的快速推廣和使用提供了市場(chǎng)機(jī)遇。材料科學(xué)，尤其是復(fù)合材料，是當(dāng)今推動(dòng)技術(shù)發(fā)展的主要?jiǎng)恿χ?。由于汽車工業(yè)對(duì)玻璃纖維及其復(fù)合材料的市場(chǎng)需求量與日俱增，促進(jìn)了玻璃纖維及其復(fù)合材料工業(yè)的發(fā)展。在玻璃纖維方面，各玻璃纖維公司不斷開(kāi)發(fā)出各種適用于汽車工業(yè)的玻璃纖維新產(chǎn)品。在玻璃纖維復(fù)合材料工業(yè)方面，廣泛使用的SMC成型工藝最早就是專為汽車工業(yè)開(kāi)發(fā)的。近年來(lái)問(wèn)世的一些新工藝和新產(chǎn)品，例如長(zhǎng)纖維增強(qiáng)熱塑料、玻璃纖維增強(qiáng)熱塑性塑料片材(CMT)、可編程粉末預(yù)成型工藝(P4工藝)也都是為汽車工業(yè)開(kāi)發(fā)的。長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，中東、亞太基礎(chǔ)設(shè)施的加強(qiáng)和改造，對(duì)玻纖需求增加了很大的數(shù)量，隨著全球在玻纖改性塑料、運(yùn)動(dòng)器材、航空航天等方面對(duì)玻纖的需求不斷增長(zhǎng)，玻纖行業(yè)前景仍然樂(lè)觀。另外玻纖的應(yīng)用領(lǐng)域又?jǐn)U展到風(fēng)電市場(chǎng)，這可能是玻纖未來(lái)發(fā)展的一個(gè)亮點(diǎn)。據(jù)最新預(yù)測(cè)顯示，20112016年，受全球工業(yè)增長(zhǎng)驅(qū)動(dòng)，玻璃纖維市場(chǎng)平均年增長(zhǎng)速度為7%。玻璃纖維增強(qiáng)材料的全球市場(chǎng)總價(jià)值達(dá)70億美元。全球人口增長(zhǎng)和氣候變化的大趨勢(shì)使得玻璃纖維復(fù)合材料較傳統(tǒng)材料有著輕便、抗沖擊性、耐久性和高強(qiáng)度等優(yōu)勢(shì);其特性能夠滿足受可持續(xù)發(fā)展需求推動(dòng)且迅速增長(zhǎng)的市場(chǎng)需求。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全球玻璃纖維市場(chǎng)32%用于建筑，包括住宅、商業(yè)建筑、水儲(chǔ)運(yùn);21%用于工業(yè)，包括工廠、采礦、海上平臺(tái);8%用于風(fēng)能;11%用于消費(fèi)類產(chǎn)品，包括家用電器、電子產(chǎn)品和娛樂(lè);28%用于運(yùn)輸，包括轎車、卡車、公共汽車、火車。由于金屬不適合成型復(fù)雜的形狀，限制了它在很多零件中的應(yīng)用，這也阻礙了成本的下降。與此相反，采用長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)塑料注射成型則可以克服上述諸多弊病。玻璃纖維在注射成型的過(guò)程中可能被損壞而得不到所需的強(qiáng)度。長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)聚丙烯(LongGlassFiberReinforcedPolypropylene.簡(jiǎn)稱LGFPP)是倍受人們關(guān)注的新品種之一。作為汽車模塊載體材料，該材料不僅能有效地提高制品的剛性、抗沖擊強(qiáng)度、抗蠕變性能和尺寸穩(wěn)定性，而且可以做出復(fù)雜的汽車模塊制品。由于強(qiáng)度的要求，以往的模塊載體通常由以聚丙烯為基材的玻璃纖維氈增強(qiáng)熱塑性塑料(GMT)或金屬板材經(jīng)沖壓制得。由于采用壓制成型，很難對(duì)多種零件進(jìn)行集成。而為了提高剛性和強(qiáng)度以及為了得到薄的成型厚度，還需要使用加強(qiáng)筋。還需要通過(guò)其他步驟來(lái)去除成型零件的飛邊和毛刺。上述所有因素都制約了汽車模塊制品重量和成本的降低。由于金屬不適合成型復(fù)雜的形狀，限制了它在很多零件中的應(yīng)用，這也阻礙了成本的下降。與此相反，采用長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)塑料注射成型則可以克服上述諸多弊病。玻璃纖維在注射成型的過(guò)程中可能被損壞而得不到所需的強(qiáng)度。為了使玻璃纖維在塑料中很好地起到提高強(qiáng)度的作用，必須使玻璃纖維長(zhǎng)度大于其臨界長(zhǎng)度Lo。有關(guān)資料表明，當(dāng)纖維長(zhǎng)度小于此臨界長(zhǎng)度的纖維增強(qiáng)塑料受到一定載荷時(shí)，纖維就會(huì)被拔出，纖維的強(qiáng)度就不能得到充分發(fā)揮。臨界長(zhǎng)度Lo與具體的塑料品種有關(guān)，就玻纖增強(qiáng)聚丙烯而言，其Lo為1mm，而普通短纖維增強(qiáng)塑料的玻纖長(zhǎng)度一般只有2～6mm。由此表明，破壞模式主要是纖維被拔出而無(wú)法滿足模塊載體材料的強(qiáng)度要求。開(kāi)發(fā)應(yīng)用長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)聚丙烯及其注射成型技術(shù)，就是要制備出增強(qiáng)玻纖長(zhǎng)度在10mm左右的聚丙烯原料，并通過(guò)改進(jìn)的注射成型工藝，保證制品中的玻纖長(zhǎng)度在1mm以上。2002年，國(guó)外開(kāi)發(fā)成功長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)聚丙烯注射成型技術(shù)，并將這種技術(shù)成功地用于生產(chǎn)馬自達(dá)6型汽車前端模塊和車門模塊載體。該項(xiàng)技術(shù)包括兩個(gè)方面：一是對(duì)玻纖增強(qiáng)聚丙烯的材料改性，即采用一種超低熔融粘度的聚丙烯樹(shù)脂（樹(shù)脂熔體流動(dòng)速度為300g/10min），使包裹在其中的玻璃纖維在注射成型過(guò)程中受到較小的螺桿推進(jìn)剪切力，以減少玻璃纖維的長(zhǎng)度折損，同時(shí)添加一種高結(jié)晶結(jié)構(gòu)的聚丙烯樹(shù)脂來(lái)保證注射成型件的強(qiáng)度。通過(guò)這種樹(shù)脂共混改性，解決了材料流動(dòng)性和制品強(qiáng)度的矛盾，經(jīng)共混改性后的長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)聚丙烯(LGFPP)的彎曲模量、彎曲強(qiáng)度和沖擊強(qiáng)度三種機(jī)械性能已與玻纖氈增強(qiáng)聚丙烯(GMT)的同一性能相當(dāng)，其流動(dòng)性也比普通的玻纖增強(qiáng)聚丙烯(FGPP)的流動(dòng)性提高了30%。二是對(duì)注射成型工藝的改進(jìn)，即通過(guò)對(duì)螺桿的幾何形狀進(jìn)行改進(jìn)，如加深螺槽、加寬螺齒間距、對(duì)螺桿頭進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)以及通過(guò)擴(kuò)大熱流道的方式，使玻纖增強(qiáng)樹(shù)脂在注射過(guò)程中得以平緩流動(dòng)以降低塑化過(guò)程中樹(shù)脂承受的高剪切力，從而達(dá)到減少玻纖長(zhǎng)度受損的目的。在使用長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)聚丙烯原料的條件下，改進(jìn)型的低剪切力螺桿注塑制品所得平均玻纖長(zhǎng)度為普通螺桿注塑制品所得平均玻纖長(zhǎng)度的7倍。相對(duì)于用一般螺桿注射成型短玻纖增強(qiáng)高熔融粘度聚丙烯的普通工藝而言，由于玻纖受到較小的剪切力，使制品中的玻纖長(zhǎng)度為采用普通工藝所得玻纖長(zhǎng)度的10倍（普通工藝所得制品的玻纖長(zhǎng)度一般為5mm），制品的抗沖擊強(qiáng)度提高了3倍，將此材料用于馬自達(dá)6型前端模塊載體，重量減輕了9kg。樹(shù)脂中超低粘度組份的加入使之較普通玻纖增強(qiáng)聚丙烯和玻纖增強(qiáng)尼龍的成型流動(dòng)性提高了30%，這可使其與多種零件相集成且具有更薄的成型厚度，從而降低了制造成本。長(zhǎng)玻纖的增強(qiáng)以及高結(jié)晶聚丙烯樹(shù)脂的加入使材料在120℃時(shí)的高溫疲勞強(qiáng)度為普通玻纖增強(qiáng)聚丙烯的2倍，甚至比以耐熱性著稱的玻纖增強(qiáng)尼龍高出近17%，因而這種新材料具有作為結(jié)構(gòu)件所需的耐久性和可靠性。超低粘度組份使制品表面形成厚塑料層，它可阻止玻纖暴露于制品的表面而達(dá)到美化外觀的作用，可免除普通玻纖增強(qiáng)塑料表面需用涂料進(jìn)行處理的過(guò)程。這種聚丙烯基材有很好的再生性，即便是再生材料也同普通玻纖增強(qiáng)聚丙烯具有同等的物理性能和機(jī)械性能。作為汽車模塊載體材料，長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)聚丙烯的開(kāi)發(fā)成功使之不只被應(yīng)用在馬自達(dá)汽車上。最近，新福特Fiesta車型前門模塊也相繼由OwensCoring汽車公司開(kāi)發(fā)成功，該車門模塊集成了多種功能元件，諸如門鎖、車門玻璃升降器、揚(yáng)聲器、防盜裝置等，采用的載體材料是DSM公司的牌號(hào)為StaMaxP30YM240長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)聚丙烯材料。在開(kāi)發(fā)該車門模塊的過(guò)程中，一些專家對(duì)注射成型用長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)聚丙烯材料的性能進(jìn)行了深入的研究，特別是對(duì)該種材料的抗蠕變性能進(jìn)行了研究，結(jié)果表明，長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)聚丙烯材料即使經(jīng)受100℃的高溫也不會(huì)產(chǎn)生明顯的蠕變，且比短玻纖增強(qiáng)聚丙烯有著更好的抗蠕變性能。在高溫和長(zhǎng)時(shí)間低負(fù)荷條件下，長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)聚丙烯材料不會(huì)產(chǎn)生變形，可使其制品具有良好的尺寸穩(wěn)定性，這可從批量生產(chǎn)的新福特Fiesta車型前門模塊的尺寸實(shí)測(cè)結(jié)果中得到證實(shí)。隨著汽車零部件模塊化日益引起人們的重視且越來(lái)越多地得到應(yīng)用，長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)聚丙烯無(wú)疑將成為一種理想的模塊載體材料，為此有人預(yù)言，LGFPP材料將成為GMT材料作為汽車模塊應(yīng)用的替代品。以聚丙烯樹(shù)脂為基材的不同纖維增強(qiáng)的熱塑性復(fù)合材料，無(wú)論是GMT、SR-PP還是LGFPP，它們都有著一些共同的特點(diǎn)，即：與金屬材料相比，它們具有密度低、重量輕、比強(qiáng)度高、耐腐蝕、易成型等特點(diǎn)；與熱固性復(fù)合材料SMC和手糊玻璃鋼相比，它們具有成型周期短、沖擊韌性好、可再生利用等特點(diǎn)。尤其是可再生利用的特性使得這些材料在環(huán)保要求日益嚴(yán)格的今天具有更廣闊的應(yīng)用前景。對(duì)PP材料的改性一般有增強(qiáng)增韌、耐候改性、玻璃纖維增強(qiáng)改性、阻燃改性和超韌改性等途徑。PP作為通用塑料材料之一，具有優(yōu)良的綜合性能、良好的化學(xué)穩(wěn)定性、較好的成型加工性能和相對(duì)低廉的價(jià)格；但是PP存在著強(qiáng)度、模量、硬度低，耐低溫沖擊強(qiáng)度差，成型收縮大，易老化等缺點(diǎn)。對(duì)其進(jìn)行改性，以使其能夠適應(yīng)產(chǎn)品的需求。每一種改性PP在家用電器領(lǐng)域和車用領(lǐng)域都有著大量應(yīng)用。ABS是最先用在家用電器上的塑料材料之一，由于ABS樹(shù)脂價(jià)恪昂貴，逐步開(kāi)發(fā)出的PP改性材料，具有成本低、重量輕、性能好等優(yōu)點(diǎn)；玻纖增強(qiáng)PP可以部分取代ABS、PBT樹(shù)脂在家用電器產(chǎn)品和汽車領(lǐng)域上的應(yīng)用。一般說(shuō)來(lái)，PP材料的拉伸強(qiáng)度在20M~30MPa之間，彎曲強(qiáng)度在25M~50MPa之間，彎曲模量在800M~1500MPa之間。如果要想提高PP的強(qiáng)度性能，必須用玻璃纖維進(jìn)行增強(qiáng)。通過(guò)玻璃纖維增強(qiáng)的PP產(chǎn)品的機(jī)械性能能夠得到成倍甚至數(shù)倍的提高。拉伸強(qiáng)度可以達(dá)到65MPa~90MPa，彎曲強(qiáng)度可以達(dá)到70MPa~120MPa，彎曲模量可以達(dá)到3000MPa~4500MPa，這樣的機(jī)械強(qiáng)度完全可以與ABS及增強(qiáng)ABS產(chǎn)品相媲美。玻纖增強(qiáng)PP更耐熱。一般ABS和增強(qiáng)ABS的耐熱溫度在80℃~98℃之間，而玻璃纖維增強(qiáng)的PP材料的耐熱溫度可以達(dá)到135℃~145℃。它可以被用來(lái)制作冰箱、空調(diào)等制冷機(jī)器中的軸流風(fēng)扇和貫流風(fēng)扇，其成本要比ABS增強(qiáng)產(chǎn)品低很多。也可以用于制造高轉(zhuǎn)速洗衣機(jī)的內(nèi)桶、波輪、皮帶輪以適應(yīng)其對(duì)機(jī)械性能的高要求，用于電飯煲底座和提手、電子微波烤爐等對(duì)耐溫要求較高的場(chǎng)所。玻纖增強(qiáng)改性的PP尺寸穩(wěn)定性得到改善，受熱變形減小，收縮率減小。改性PP在家電行業(yè)中有非常好的應(yīng)用前景。一方面，中國(guó)已經(jīng)成為世界家用電器生產(chǎn)中心，而且擁有一批極有影響力的生產(chǎn)企業(yè)，這些企業(yè)能夠主動(dòng)選擇材料;另一方面，行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)也促使企業(yè)應(yīng)用性價(jià)比更合理的材料。從未來(lái)家電技術(shù)發(fā)展情況看，家用電器的人性化將更加突出，產(chǎn)品品種更加齊全，傳統(tǒng)家電將向小型化、大型化兩極方向發(fā)展。玻纖增強(qiáng)PP在汽車用料中的應(yīng)用也不斷拓展，新產(chǎn)品的不斷涌現(xiàn)，