2022年GMT玻纤毡增强热塑性复合片及其应用 .pdf

《2022年GMT玻纤毡增强热塑性复合片及其应用 .pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2022年GMT玻纤毡增强热塑性复合片及其应用 .pdf（9页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、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（Glas

2、s 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

3、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）界面名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 9 页 - - - - - - - - - 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

4、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

5、性能2-1 力学性能类型项目通用型高韧性型高强度纤维含量（ % ）304 404 304 304密 度(g/cm3) 1.061.19 1.10 1.25 1.06 1.19 1.20 1拉伸强度（ Mpa ）6075 90110 5672 809拉伸模量（ Mpa ）40004400 53006000 37004000 750010弯曲强度（ Mpa ）110120 140160 90110 1301弯曲强度（ Mpa ）40004200 50007000 35003700 700010制品悬臂梁冲击强度500720 750950 9001100 3505名师资料总结 - - -精品资料欢迎

6、下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 9 页 - - - - - - - - - （J/m）热变形温度（）152160 158160 152156 158160 矿物填料 (%) 1025 2-2 物理性能(1) 热物理性质类型项目PP GMT 导热系数 w/m 0.2 0.22 热膨胀系数 （10-6C-1）110 2730 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 ）14 介电常数 (100Hz) 2.65 体积电阻率 (*

7、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、强度随温度的变化名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 9 页 - - - - - - - - - 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

8、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% 自重减轻330-440 公斤，节约燃油费用20% PNGV 计划百分里 2.94 升美国(2004) 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 9 页 - - - - - - - - - 3 升欧洲 (2005) 2 升车 (?) 1 升车 (?) 先进复合材

9、料、钢和铝在车身减重方面的对比；材料类型减重百分比高强度钢25-35% 铝40-55% 先进复合材料50-67% 不同材质的汽车零部件在制造中耗能不同，以生产技师相同（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成本，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，普通钢铁用量下降，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 年代以来，轿车用塑料由5%

10、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：序号类别效益（ % ）1 性能+23 2 每辆汽车系统成本-14 3 每辆汽车系统重量-22 4 每辆汽车部件数量-22 5 紧固件、附件数量-27 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整

11、理 - - - - - - - 第 5 页，共 9 页 - - - - - - - - - 6 安装工序-9 个工作台和 15 个工作区热塑性聚合物复合材料为汽车轻量化和模块化提供了前提条件。玻璃纤维毡增强热塑性复合片材GMT 是其中最杰出的代表。4-2 汽车上的应用三个发展阶段：简单非结构件：如车体下的发动机罩复杂结构件：形状复杂，强度要求高，集多种功能于一体回收再生： GMPT （Glass Mat Reinforced Recycled Thermoplastic）GMT 重要汽车零部件车下体保护罩前端装配托架电池托架座椅骨架仪表板骨架保险械横梁名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载

12、- - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 9 页 - - - - - - - - - GMT 应用效益举例Mercedes 型车后椅骨架原来是钢制，重量6kg/ 个； GMT 重量 2kg/wh , 减少 4kg/ 个，而且性能好，易安装，可回收，占空间较小，安全较好。（ VW ）Golf A3型车车前端原来的金属前端由12 个零件组成，改为GMT 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。成本下降 10% 单个重量下降 33%（金属 6kg, GMT4kg ）循环使用 10%再生

13、料不影响性能4-3 建筑工程和建筑工业中的应用GMT 模板的优点：采用增强热散性片材制作混凝土浇铸模板有以下优点：（1）结构一体化：支撑板和箍带功能一体化，无需铁箍带（即棱木）。（2）结实耐用：聚丙烯与玻璃纤维复合材料耐冲击性能好，不易产生永久变形，耐腐蚀，使模板的使用次数大幅度增加。（3）质轻：与木质模板相比，重量约减轻20% ，所以施工方便。（4）剥离性好：灰渣不易粘黏附到模板上，与制件的剥离性优良。（5）半透明：由于无色的增强塑性聚丙烯片材具有半透明性，使施工现场明亮，并能看到浇铸混凝土的状态。（6）制件表面光洁：混凝土浇铸件表面不会粘有木屑和杂物。（7）安装简单：采用扣钩联接，简单、迅

14、速、可靠，也可以钉与木模板的传统方法。GMT 模板与传统模板的比较：名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页，共 9 页 - - - - - - - - - 种类性 能增强热塑性片材模板木质模板钢制模板质量 kg/m2 11-12 13-15 34 透明性有无无剥离性容易难难清洗不要要要腐蚀无有有国外 GMT 模板的使用情况：日本用增强塑料片材制造的建筑模板已进入市场，应用到建筑工业中。日本出光NSG 公司开发的混凝土浇铸模板除单板外，还有八角形、 四角形和三角形的组合

15、系列，是日本建设省中部地方建设局推荐使用的产品。宇部日东化成公司开发的混凝土浇铸模板，商品名“PANELES”，分为关东型和关西型两种。韩国 HANWHA 公司已生产平面模板，大量供应市场。可能开发的建筑材料屋面材料。以纤维毡为增强材料，同时填充大量硅灰石和添加少量接枝聚乙烯的高密度聚乙烯为基体，可以获得用作屋面瓦的硬质材料，其性能优越，有潜在开发价值。国外有类似产品，聚乙烯水泥波纹板。4-4 在包装行业的应用根据形状、 大小、 运输方式和货物种类进行陆上或水上集装箱的设计与制造，通常采用钢或铝合金框架，以纤维增强塑料板材作底板、侧板或端板，亦有以 GMT 材料作蒙皮， 高强泡沫作夹芯的夹层结

16、构代替硬木板制造集装箱，经久耐用。GMT 作包装材料，与传统包装材料木材、金属、普通塑料相比，具有的优势：轻质、强度高、而腐蚀、易于成型加工、可回收重复使用，因而综合成本下降。4-5 热塑性复合材料在国防军工的应用飞机、飞船、舰艇零部件军用车辆、装甲车、坦克零部件防弹头盔、防弹衣等单兵防弹装备军用桥装备名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页，共 9 页 - - - - - - - - - 枪架、枪托等武器零件4-6 其它体育场馆与体育运动器材：座椅、滑雪板化工设备：防腐，塔器部件，过滤机家电电器：空调户外机罩，屏蔽机，电缆槽/ 架5 展望5-1 国际 GMT 技术的发展，国内外差距5-2 加速建立我国热塑性复合材料产业。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 9 页，共 9 页 - - - - - - - - -