LFT的特點
LFT除了具有熱塑性塑料的特點之外,還由于混配了長玻纖,使其產(chǎn)生了更為優(yōu)良的機械物理性能和力學性能。其特點如下:
1、密度小、強度高。LFT的密度為1.1~1.6g/cm3,僅為鋼材的1/5~1/7,比SMC輕1/4~1/3,它能夠以較小的單位質(zhì)量獲得較高的機械強度。
2、可設(shè)計性的自由度大。LFT的物理、化學和力學性能都可以通過合理選擇原材料的種類、配比、加工方法、纖維含量來進行設(shè)計。由于熱塑性復合材料的基體材料種類比熱固性復合材料多很多,因此,其選材設(shè)計的自由度也就更大。
3、熱性能提高。一般塑料的使用溫度為50~100℃,用玻璃纖維增強后,可提高到100℃以上,一些特殊的LFT使用溫度甚至可提高到200℃以上;線膨脹系數(shù)比未增強的塑料低1/4~1/2;成型收縮率小,僅為0.2%,提高了制品的尺寸精度;導熱系數(shù)為0.3~0.36W(m2?K),與熱固性復合材料相近。
4、耐化學腐蝕性。該特性主要由基體材料的性能決定,熱塑性樹脂的種類很多,每種樹脂都有自己的防腐特點,因此,可以根據(jù)LFT的使用環(huán)境和介質(zhì)條件,對基體樹脂進行優(yōu)選。
5、良好的介電性能。 LFT不反射無線電波,透過微波性能良好。在LFT中加入導電材料可改善其導電性能,防止產(chǎn)生靜電。
6、廢料能循環(huán)利用。LFT可重復加工成型,廢品和邊角余料能循環(huán)利用,不會造成環(huán)境污染。
7、較強的柔韌性、抗沖擊性能,良好的抗破壞能力和阻尼性能。
現(xiàn)代汽車工業(yè)向著以減輕車身自重為主的節(jié)能降耗方向發(fā)展。當前,國際上已把塑料的用量作為衡量一個國家汽車工業(yè)水平的重要標志之一。輕質(zhì)高強的LFT材料也已從小批量的、少數(shù)的汽車零部件的生產(chǎn)擴展到大批量的、廣泛的汽車零部件生產(chǎn),逐步成為制作汽車零部件的主流材料,尤其是在那些機械強度要求高的領(lǐng)域,如前端框架、吸能防撞保險杠、座椅骨架、車身底護板等。
據(jù)統(tǒng)計,汽車行業(yè)的LFT消耗量約占世界LFT行業(yè)總消耗量的80%。而在汽車行業(yè)中,歐美LFT消耗量大約占95%,其中歐洲占80%,美國占15%,如圖5所示。
LFT材料在中國的研發(fā)始于20世紀80年代未、90年代初,應該說和歐美相比在時間上相差不多,但是產(chǎn)業(yè)化進程和應用開發(fā)相對滯后。目前,中國己形成具有自主知識產(chǎn)權(quán)的GMT、LFT-G和LFT-D產(chǎn)品,并形成了一定的生產(chǎn)能力,但在產(chǎn)品質(zhì)量和品種門類上與世界先進水平還有相當大的距離。在己知的國產(chǎn)汽車中,LFT零件原材料90%以上都從歐美、韓國引進,而且其應用主要集中在從歐美、韓國引進的車型中。
可以說,LFT是汽車復合材料工業(yè)中的希望之星。美國Principia咨詢公司的市場報告顯示(見表),2004年全球LFT市場需求量約為1.08億kg(2.39億磅),銷售額為4.5億美元。LFT完全可以替代汽車業(yè)、工業(yè)以及園林草坪業(yè)中的壓鑄件、鋼質(zhì)沖壓金屬件以及短玻纖增強熱塑性復合材料件,但是目前汽車行業(yè)仍然是LFT主要的應用領(lǐng)域。汽車中應用LFT的零部件主要包括:前端模塊框架、車身底護板、儀表臺骨架、蓄電池托架、備胎倉、外罩、抗沖構(gòu)件及其他?傮w上看,2004~2009年LFT的市場預計增長率平均可達18%,其中亞洲的增長率最為強勁,約為25%;西歐和北美洲的增長率預計分別可達17%和12%。
另據(jù)專家統(tǒng)計,目前在全世界LFT的銷售總額中,GMT約占52%,LFT-G約占32%,而LFT-D僅占16%。隨著新材料、新工藝、新技術(shù)的不斷普及和推廣,專家預測除GMT以外,LFT的銷售量每年將增長30%,其中LFT-D的增長速度會更快。
2006年,中國的汽車產(chǎn)銷已突破700萬輛,超過德國成為世界第三大汽車生產(chǎn)國。從汽車行業(yè)的LFT消耗量約占世界LFT行業(yè)總消耗量的80%這一統(tǒng)計數(shù)字來看,中國LFT材料大有市場。