目前,LFT产业发展主要由汽车工业所推动。在汽车领域,长纤维增强热塑性塑料是轻量化的未来,其中LFT-D和LFT-G是发展最快的。而LFT-G由于非常适用于注塑成型,所以在最终产品的几何复杂度和大批量生产上有很大优势。事实上,对于注塑产品,长纤维增强塑料的各向同性要优于短纤维。
性能 |
拉伸模量, GPa |
拉伸强度, MPa |
弯曲模量, GPa |
弯曲强度,MPa |
Izod缺口冲击强度, kJ/m2 |
热变形温度,℃ |
收缩率,% |
|
23℃ |
-30℃ |
|||||||
PA66-LGF504 (A3WG10 LF) |
16.4/13 |
275/188 |
15.4/11.9 |
390/290 |
29/26 |
32/30 |
260 |
0.75 |
PA66-GF50 (A3WG10) |
17 |
240 |
15.3 |
360 |
15 |
13 |
256 |
10 |
具体来看,LFT-G的主要塑料包括PP、PA6、PA66、PBT、TPU、PPA、PPS等。以RTP的长玻纤增强不同塑料为例,展示不同塑料基材的力学性能;RTP产品种类涵盖了普通塑料、工程塑料和高温塑,并且通过各种复杂结构模具的注塑实现材料的轻量化应用。
材料 |
PP |
PA66 |
PPA |
PPS |
PEI |
PEEK |
纤维含量,wt% |
VLF50 |
VLF50 |
VLF50 |
VLF50 |
VLF50 |
VLF50 |
密度, g/cm3 |
1.33 |
1.57 |
1.64 |
1.73 |
1.68 |
1.70 |
拉伸强度, MPa |
140 |
260 |
275 |
170 |
195 |
230 |
拉伸模量, GPa |
12.5 |
16 |
18 |
18.5 |
17 |
17 |
弯曲强度,MPa |
220 |
400 |
400 |
290 |
290 |
350 |
弯曲模量, GPa |
11 |
15 |
18 |
18.5 |
17 |
18 |
Izod缺口冲击强度,
kJ/m2 |
28 |
34 |
38 |
25 |
20 |
18 |
热变形温度,℃ (1.8MPa) |
155 |
250 |
288 |
265 |
207 |
315 |
收缩率,% (48h,流动方向) |
0.2 |
0.18 |
0.2 |
0.15 |
0.15 |
0.2 |
与此同时,根据LFT-G供应商Celanese的长玻纤、长碳纤和芳纶纤维增强PA66为例,Celanese的芳纶增强塑料在轻量化、耐摩擦、减小震动和噪音方面具有较大的优势。
材料 |
PA66-LGF40 |
PA66-CF40 |
PA66-AF354 |
纤维含量,wt% |
长玻纤40 |
长碳纤40 |
芳纶35 |
密度, g/cm3 |
1.46 |
1.34 |
1.22 |
拉伸强度, MPa |
180/160 |
294 |
120 |
拉伸模量, GPa |
13.7/10 |
30.9 |
9.2 |
弯曲强度,MPa |
260/250 |
455 |
180 |
弯曲模量, GPa |
12.6/10 |
26 |
7.8 |
Izod缺口冲击强度,
kJ/m2 |
24/18.5 |
23 |
15 |
热变形温度,℃ (1.8MPa) |
255 |
250 |
246 |
综上所述,在汽车、航空等轻量化和高性能趋势下,长纤维增强热塑性塑料凭借着着强度、尺寸稳定性和长期使用性等优势,将得到最大化的使用。据全球工业分析师公司发布的一份报告分析,2017年全球LFT的用量达到31.34万吨,2020年约为**万吨,预计2023年将达到**万吨。
同时,在国内市场,根据汽车工业协会相关资料显示,2020年度或将是中国汽车市场的峰底年份,2021年将实现恢复性正增长,汽车销量有望超过2600万辆,同比增长4%。由此可见,我国长纤维增强热塑性塑料行业市场发展空间大。
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