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長纖維增強熱塑性塑料的英文為Long fibre reinforced thermoplastics, 簡稱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,只是針對不同的樹脂需要使用不同的纖維,才可以達到較好的效果。
LFT在汽車上的應用
在汽車行業中,LFT-PP(長玻纖PP)被用于轎車的發動機罩、儀表板骨架、蓄電池托架、座椅骨架、轎車前端模塊、保險杠、行李架、備胎盤、擋泥板、風扇葉片、發動機底盤、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的區別
和LFT相對應,SFT 為短纖維增強熱塑性塑料(Short fibre reinforced thermoplastics),他們表觀上最大的區別在于顆粒和纖維的長度的不同:
SFT
顆粒長度: 1~3 mm
增強纖維長度: 0.2~0.6 mm
LFT
顆粒長度: 6~25 mm
增強纖維長度: 6~25 mm
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二.LFT復合材料的特點與優勢
-突出的力學性能 ,優良的剛性和韌性的均衡性; -低蠕變 ; -低收縮,高尺寸穩定性; -高缺口沖擊強度; -各向異性減小, 低翹曲; -與金屬相當的熱膨脹系數; -在寬溫度范圍和氣候條件下非常好的穩定性; -抗動態疲勞性能優異。 |
三.SFT和LFT樣板落錘沖擊試驗 :PP+30%玻纖
1.短纖維,2.纖維長度11mm,3.纖維長度20mm
在落錘沖擊實驗中可以明顯看出三類材料的抗沖擊性能的好壞:短纖維PP纖維增強有限,樣品很脆易碎;隨著纖維長度的增加,纖維增強PP強度更高,且抗沖擊能力得到大大增強。
四.LFT-PP比SFT-PP翹曲更小
LFT PP-G20(左),SFT PP-G20(右)
五.LFT-PP和輕金屬的密度對比
玻纖增強PP、玻纖增強PA、鎂和鋁的密度
由上表看出:玻纖增強PP密度最小:50%玻纖增強PP密度才1.33g/cm3,玻纖增強尼龍密度也較小:40% 玻纖增強PA66密度為1.45g/cm3;鋁、鎂是輕金屬,盡管如此,相對塑料來講還是重了很多,分別為1.8g/cm3和2.8g/cm3。
長玻纖增強PP復合材料物性表
類型 | PP-LFT30 | PP-LFT40 | PP-LFT50 | |||
品級名 | 標準 | 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 |
拉伸強度 | ASTM D638 | 50mm/min | Mpa | 105 | 115 | 125 |
斷裂伸長率 | ASTM D638 | 50mm/min | % | 3 | 2.5 | 2.2 |
彎曲強度 | ASTM D790 | 20mm/min | Mpa | 150 | 170 | 180 |
彎曲模量 | ASTM D790 | 20mm/min | Mpa | 6000 | 8100 | 10500 |
沖擊強度 | ASTM D256 | Notched | J/m | 260 | 290 | 355 |
熱變形溫度 | ASTM D648 | 1.82 Mpa | ℃ | 155 | 156 | 158 |
六.LFT-PP的應用舉例
LFT-PP最早、最成熟的應用領域是汽車部件。由于其優異性能和優異性價比,LFT-PP在其它領域的應用與日俱增如:器械、化工設備、電動工具、園藝工具等。
1.踏板系統(福特、海馬)
采用LFT PP-GF50替代短纖 PA6-GF30 不吸水,尺寸穩定性更高 不會因為吸濕導致力學性能變化 |
2.前端模塊
采用LFT PP-GF40 |
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