最近幾年,長玻纖改性PP在改性塑料行業(yè)異常火爆。長玻纖增強(qiáng)PP材料價(jià)格低廉,具有不亞于增強(qiáng)工程塑料的卓越性能;綜合這兩點(diǎn)所表現(xiàn)出的高性價(jià)比優(yōu)勢,被業(yè)界所廣泛看好。目前這些廠商紛紛投入大量的人力、物力進(jìn)行該類型材料的生產(chǎn)研發(fā)和市場開拓的工作。
長玻纖改性PP是什么呢?我們一步步了解:
PP材料
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低廉的價(jià)格;但是PP存在強(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)。
一般說來,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。因此,對其進(jìn)行改性,以使其能夠適應(yīng)產(chǎn)品的需求。如今,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。
長玻纖
玻璃纖維(英文名為:glassfiber或fiberglass)是一種性能優(yōu)異的無機(jī)非金屬材料,優(yōu)點(diǎn)是絕緣性好、耐熱性強(qiáng)、抗腐蝕性好,機(jī)械強(qiáng)度高,但缺點(diǎn)是性脆,耐磨性較差。玻璃纖維主要用途之一為復(fù)合材料的增強(qiáng)材料。長玻纖一般指長度超過10mm的玻纖。
長玻纖增強(qiáng)PP塑料
長玻纖增強(qiáng)PP塑料指含有玻璃纖維長度在10到25mm的改性PP復(fù)合材料,經(jīng)過注塑等工藝形成玻璃纖維長度大于3.1mm的三維結(jié)構(gòu),英文為LongGlassFiberpolypropylene,簡寫為LGFPP。國內(nèi)外有很多資料將長纖維增強(qiáng)熱塑性塑料簡稱為LFT(即Long-fiberreinforcethermoplastic)。從材料定義看,LGFPP屬于LFT的一種。
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。
長玻纖增強(qiáng)PP的粒子形態(tài)
一般為長度12毫米或25毫米,直徑3毫米左右的柱狀粒子。其中12mm左右長度的粒料主要用于注塑成型,而25mm左右長度的粒料主要用于壓塑成型。在這種粒子中,玻璃纖維有著和粒子同樣的長度,玻璃纖維的含量可以從20%到70%不等,粒子顏色可以根據(jù)客戶要求進(jìn)行配色。
為什么福特公司用長玻纖增強(qiáng)PP,而不是短玻纖增強(qiáng)PP?
為了使玻璃纖維在塑料中很好地起到提高強(qiáng)度的作用,必須使玻璃纖維長度大于其臨界長度Lo。有關(guān)資料表明,當(dāng)纖維長度小于此臨界長度的纖維增強(qiáng)塑料受到一定載荷時(shí),纖維就會被拔出,纖維的強(qiáng)度就不能得到充分發(fā)揮。臨界長度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3.1mm。
由此表明,破壞模式主要是纖維被拔出而無法滿足模塊載體材料的強(qiáng)度要求。因此,開發(fā)應(yīng)用長玻纖增強(qiáng)聚丙烯及其注射成型技術(shù),就是要制備出增強(qiáng)玻纖長度在10mm左右的聚丙烯原料,并通過改進(jìn)的注射成型工藝,保證制品中的玻纖長度在3.1mm以上。
LFT與短纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料相比的優(yōu)點(diǎn):
•纖維長度較長,明顯提高制品的力學(xué)性能。
•比剛度和比強(qiáng)度高,抗沖擊性能好,特別適合汽車部件的應(yīng)用。
•耐蠕變性能提高,尺寸穩(wěn)定性好,部件成型精度高。
•耐疲勞性能優(yōu)良。
•在高溫和潮濕環(huán)境中的穩(wěn)定性更好。
•成型過程中纖維可以在成型模具中相對移動(dòng),纖維損傷小。
長玻纖增強(qiáng)PP制造工藝
有三種生產(chǎn)工藝:GMT、LFT-G、LFT-D
長玻纖增強(qiáng)PP應(yīng)用
汽車工業(yè):前端模塊、車門模塊、換擋機(jī)構(gòu)、電子油門踏板、儀表盤骨架、冷卻風(fēng)扇及框架、蓄電池托架、保險(xiǎn)桿支架、車底防護(hù)板、天窗框架等,用于替代增強(qiáng)PA或金屬材料。該材料在這些領(lǐng)域中的應(yīng)用在歐洲已經(jīng)得到很大推廣,目前的消費(fèi)量為20,000T/Y。
家電行業(yè):洗衣機(jī)滾筒、洗衣機(jī)三角支架、一刷機(jī)滾筒、空調(diào)風(fēng)扇等、用于替代短玻纖增強(qiáng)PA、APS貨金屬材料。
通訊、電子、電器行業(yè):通訊電子行業(yè)的高精度接插件、點(diǎn)火器零組件、線圈軸、繼電器基座、微波爐變壓器線圈架/框架、電氣連接器、電磁閥封裝件、掃描儀組件等。
其他:電動(dòng)工具外殼、水泵或水表外殼、葉輪、自行車骨架、滑雪板、地面機(jī)車腳踏板、軍用/民用安全頭盔、安全鞋包頭等,用于替代短玻纖增強(qiáng)PA、PPO等。