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玻纤毡增强热塑性复合片及其应用 中国玻璃钢综合信息网　日期: 2005-01-28 　阅读: 3223 　字体:大 中 小　双击鼠标滚屏 ?? 以玻纤毡增强热塑性树脂（Glass Mat Reinforced Thermoplastics）,是当今热塑性树脂基复合材料的主要品种，目前世界年产量在10万吨以上，主要用作汽车零部件，其它如建筑、包装、军工等方面的应用正在迅速发展。本文简要介绍这种材料的制备方法，而着重它们的性能和应用。 1 玻纤毡增强热塑性片材（Glass Mat Reinforced Thermoplastics简称GMT） 1-1 什么是GMT材料 ?? 玻纤毡增强热塑性片材（Glass Mat Reinforced Thermoplastics）简称GMT是目前国际上极为活跃的复合材料开发品种之一。这是一种以热塑性树脂为基体、以长玻璃纤维或连续玻纤毡为增强材料的复合材料。一般做成征状以半成品供应。通常是两层玻璃纤维毡复合热塑性树脂，用不同类型的玻璃纤维毡和热塑性树脂基体，可以给成多种多样的GMT材料。纤维有些是单向的，有些是随时机分布的。而热塑性树脂也可以根据用途进行选择，一般PP作为热塑性基体是应用最为广泛的，这是由于它具有非常好的成本与性能之比。 1-2GMT片材的制备技术 （1）原材料 热塑性树脂（聚丙烯、尼龙、聚酯） 改性剂添加剂 增强材料：连续随机毡、短切毡、单向毡 （2）原理 树脂与改性剂、添加剂按一定比例形成特定配方，经加温、加压、浸渍到玻璃纤维中，冷却后成型。 1-3 关键技术 （1）界面 ??? 聚丙烯分链上不含活性基团，不能与经过常规偶联剂处理的玻璃纤维之间产生较好的化学结合，因此玻纤增强聚丙烯体系中，树脂不能有效地将应力传递给模量和强度高得多的玻璃纤维，这就不能体现出玻璃纤维增强的效果，必须对界面进行特殊处理和设计。 （2）浸渍 ??? 聚丙烯这类热塑性塑料的熔体粘度很大，在加工条件下，对纤维层的浸渍十分困难，为实现较好的浸渍，一般需借助于较高的温度和压力，但过高的温度会导致树脂的降解，过大的压力使树脂溢料量增加，并影响玻纤毡的空隙度。优化操作参数（温度、压力、停留时间）、选取适宜的玻纤毡结构（单丝结构、集束性、编织方式、针刺密度）是改善浸渍的基本途径。 （3）连续化 玻纤毡连续浸渍生产线的组成是： ◆聚合物薄膜 ◆连续玻纤毡 ◆预热——热压——冷压——牵引——切割——片材 ??? 该生产线包括挤出机及模头、送毡架、加热与冷却系统、辊压系统、传动系统及控制系统。该系统的互相配合与协调是连续、稳定运行的关键，这是基于机械、电器、工艺等方面影响因素的深刻理解。 2 GMT片材的性能 2-1力学性能 通用型 高韧性型 高强度型 纤维含量（%） 30±4 40±4 30±4 30±4 密 度(g/cm3) 1.06～1.19 1.10～1.25 1.06～1.19 1.20～1.45 拉伸强度（Mpa） 60～75 90～110 56～72 80～90 拉伸模量（Mpa） 4000～4400 5300～6000 3700～4000 7500～10500 弯曲强度（Mpa） 110～120 140～160 90～110 130～160 弯曲强度（Mpa） 4000～4200 5000～7000 3500～3700 7000～10000 制品悬臂梁冲击强度（J/m） 500～720 750～950 900～1100 350～560 热变形温度（℃） 152～160 158～160 152～156 158～160 矿物填料(%) ? ? ? 10～25 2-2物理性能 (1)热物理性质 PP GMT 导热系数w/m℃ 0.2 0.22 热膨胀系数α（10-6C-1） 110 27～30 ※GMT类热塑性复合材料热膨胀系数低而且恒定。 （2）电性能（玻纤含量40%） 14 介电常数???????? (100Hz) 2.65 体积电阻率?????? (Ω*cm) 4.8×1017 耗散因素???????? (100Hz) 0.009 ※GMT 具有高介电性,是良好的电绝缘材料。 （3）模量、强度随温度的变化  2-3能量吸特征：GMT与SMC比较 ??? 力学性能相当，制品成型方法相似，SMC表面优于GMT，而GMT可以重复使用，便于回收，并且韧性显著优于SMC。 能量吸收性能的压力——应变图 3 GMT片材制品成型 制品成型——模压技术 ◆成型机械：压机、加热炉、模具、模温控制 ◆成型工艺：坯料设计、预热、铺放、压制 4 GMT片材的应用 4-1推动热塑性复合材料应用的重大背景 （1）汽车轻量化与GMT材料 轻量化与节能： ◆油耗与车重成正比，车重下降10%，油耗下降约7% ◆自重减