GMT玻纤毡增强热塑性复合片及其应用.docx

本文格式为Word版，下载可任意编辑GMT玻纤毡增强热塑性复合片及其应用 玻纤毡巩固热塑性复合片及其应用 中国玻璃钢综合信息网 日期: 2022-01-28 阅读: 3223 字体:大 中 小 双击鼠标滚屏 以玻纤毡巩固热塑性树脂（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急速进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 玻纤毡巩固热塑性片材（Glass Mat Reinforced Thermoplastics简称GMT） 1-1 什么是GMT材料 玻纤毡巩固热塑性片材（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巩固材料的复合材料一般做成征状以半成品供给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举行选择，一般PP作为热塑性基体是应用最为广泛的，这是由于它具有分外好的本金与性能之比 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 巩固材料：连续随机毡、短切毡、单向毡 （2）原理 树脂与改性剂、添加剂按确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，因此玻纤巩固聚丙烯体系中，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，这就不能表达出玻璃纤维巩固的效果，务必对界面举行特殊处理和设计 （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，对纤维层的浸渍特别困难，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）、选取适合的玻纤毡布局（单丝布局、集束性、编织方式、针刺密度）是改善浸渍的根本途径。

（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、传动系统及操纵系统该系统的彼此合作与协调是连续、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 类型工程 纤维含量（%） 密 度(g/cm3) 拉伸强度（Mpa） 拉伸模量（Mpa） 弯曲强度（Mpa） 弯曲强度（Mpa） 制品悬臂梁冲击强度通用型 30±4 1.06～1.19 60～75 4000～4400 110～120 4000～4200 500～720 40±4 1.10～1.25 90～110 5300～6000 140～160 5000～7000 750～950 高韧性型 30±4 1.06～1.19 56～72 3700～4000 90～110 3500～3700 900～1100 高强度30±41.20～180～97500～10130～17000～10350～5（J/m） 热变形温度（℃） 矿物填料(%) 2-2物理性能 (1)热物理性质 152～160 158～160 152～156 158～160 10～25 类型项 目 导热系数w/m℃ 热膨胀系数α（10-6C-1） PP 0.2 110 GMT 0.22 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%） 绝缘强度 （3.2mm/kv/mm） 介电常数 (100Hz) 体积电阻率 (Ω*cm) 耗散因素 (100Hz) ※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 14 2.65 4.8×1017 0.009 2-3能量吸特征：GMT与SMC对比 力学性能相当，制品成型方法好像，SMC外观优于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、模温操纵 ◆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% ◆自重减轻330-440公斤，俭约燃油费用20% ◆PNGV筹划 百分里2.94升 美国(2022) 3升 欧洲(2022) 2升车(?) 1升车(?) 先进复合材料、钢和铝在车身减重方面的比较； 材料类型 高强度钢 铝 先进复合材料 减重百分比 25-35% 40-55% 50-67% 不同材质的汽车零部件在制造中耗能不同，以生产技师一致（450克）的零部件为例，采用塑料或复合材料所耗能源折汽油3.9-4.5kg,若采用铝或钢所耗能源折合汽油5.3-6.8kg。

此外，塑料模具费用是用铜制件模具费用的10-20%提高塑料零部件的设计自由度不提高本金，从开发到批量生产周期短 应用现状与效益： 汽车用材料构成比例逐步发生变化，轿车用材料尤其明显总体来说，普遍钢铁用量下降，金属材料中高强度钢和轻金属趋于上升，车用非金属材料上升80-90年头以来，轿车用塑料由5%增到10%以上日本轿车塑料用量80-100kg/辆，占车自重9%，美国116kg辆，占车自重10.3%,德国80-129kg/辆,占车重11% （2）零部件模块化 模块化——多个零部件起来，离线装配，或多个零部件组合起来成为一个整体同时形成零部件的模块形式，从而形成汽车制造史上的一次革命 模块化效益： 序号 1 2 3 4 5 类别 性能 每辆汽车系统本金 每辆汽车系统重量 每辆汽车部件数量 紧固件、附件数量 效益（%） +23 -14 -22 -22 -27 — 5 —。