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纤维增强热塑性树脂基复合材料文献综述和参考文献(2)
吹冰十年代开发的熔融包覆技术和八十年代开发的熔体拉挤技术,使长纤文增强热塑性复合材料的生产成为可能。熔融包覆生产工艺与电缆护套线的工艺相类似,树脂熔体从挤出机中挤出,进入十字型的模头中,纤文束则与之垂直经过模头,使纤文得到浸渍。熔体拉挤法采用了一种特殊结构的拉挤模头,使纤文束经过这一充满高压熔体的拉挤模头时,反复多次承受交替的变化,促使纤文与熔体强制性浸渍,可达到相当理想的浸渍效果。熔融包覆和熔体拉挤技术均是先制得10~15mm长纤文粒料,由于纤文长度增加,可明显提高复合材料的刚性、压缩强度、弯曲强度、耐蠕变性和抗冲击性。然而,长纤文粒料一般采用注射或挤出方法成型,在成型过程中纤文仍会被切断变短,一般制品中纤文长度在0.3~0.7mm范围内变化,这一长度虽比短纤文增强热塑性复合材料中的纤文长度大,但对复合材料力学性能的改善仍有限。
1.1.2 玻璃纤文增强聚丙烯复合材料的背景及应用
由于玻璃纤文增强聚丙烯复合材料价格低廉,加工性能良好,综合性能优良,已广泛应用于汽车工业、运输业、化学工业、
建筑
工业、造船业和航空航天业。在要求高刚度、高刚性的领域,玻纤增强PP可代替高级工程塑料、金属、铸件、热固性树脂,在耐热、耐水、耐化学试剂等方面,玻纤增强PP主要用于汽车、家用电器等,如洗衣机皮带轮、过滤机板框、汽车发动机冷却风扇、汽车蓄电池和车蜗壳左右体等,特别是在汽车工业上的应用越来越受到人们的重视,这也是聚丙烯塑料的发展方向之一。根据法国圣戈班公司增强材料部提供的资料,2003年全世界纤文/树脂复合材料的总销量超过700万吨。全世界玻璃纤文增强材料的总销量约220万吨(玻纤毡和耐碱玻璃纤文除外)。从1996年至2003年,市场的平均年增长率为4%~5%,差不多是工业化国家GDP (国内生产总值)增长率的2倍。
1.1.3 玻璃纤文增强聚丙烯复合材料在汽车工业中的应用
(1)保险杠
GFRPP具有很好的弹性,耐冲击,韧性好,延伸率大,经撞击后还能保持完整的结构,尺寸稳定性好。GFRPP保险杠的成型速度比SMC提高75%,一个4.5kg的GFRPP保险杠的成型时间仅用4.5分钟。美国PPG公司的许多GFRPP片材都用于生产汽车保险杠。美国在Mercury Cougar和Ford Mustang车上使用GFRPP保险杠,分别减少9kg和5.4kg重量。
(2)发动机罩
以前只有货车、柴油车的发动机(噪音大)才安装发动机罩,西欧降低嗓音的法规从1995年起生效,迫使西欧所有汽车发动机必须安装发动机罩。目前这类罩中以GFRPP制造的占绝大多数,而SMC、BMC制造的仅占10%-20%。西欧采用GFRPP制造发动机罩的汽车公司有:BMW、vw、Ford、Porehe、Andi、Mercedes-Benz、Jaguar。
(3)车前端
Golf A3车以前的金属前端由l2个零件组成,改为GFRPP加工后,离线装配的零件有:大灯、风扇、散热器格栅、保险杠等组装成整体。因此GFRPP前端发展很快,例如:所有新的w车(如Golf A3、PoloA03、Audi80)都采用GFRPP,平板轿车也越来越多地采用GFRPP。德国PKT公司生产4种GFRPP前端托架,GTi型车和柴油车的GFRPP前端也用量很大。
(4)座椅骨架
座椅骨架是GFRPP材料在汽车上应用的一个重要品种,国外的许多车型采用GFRPP材料制造,以减少车身自重。Mercedes型车的后座椅骨架是以GFRPP材料制造的,国内的北京吉普车的后座椅骨架也是由GFRPP制造的,这是我国应用的开始,今后将越来越多。
GFRPP材料在汽车上的应用还有:蓄电池托架、汽车行李箱内衬、汽车挡泥板伸出部、风扇固定板、仪表板骨架等。总之GFRPP材料在汽车上应用的种类很多,用量也将越来越多,汽车已成为GFRPP材料的主要市场。
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