Page 32 - 《橡塑智造与节能环保》2025年7期

综述与专论

佛山长玻纤增强热塑性复合材料加工

工艺的发展及推广应用（上）

李伟，廖灏飞，张海琛，童俊
( 佛山大学机电工程与自动化学院，广东 佛山 528000)

0 引言 材料的热变形温度与基体材料相比上升的程度较大，
高分子材料经过多年的发展，已经成为了与钢 而且具有良好的耐热性和耐腐烛性，但具备优点的同
材、水泥、木材并驾齐驱的基础材料。相对于其他基 时也有劣势的产生，玻纤增强热塑性材料的热膨胀系
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础材料，高分子材料有着密度小、质量轻、成型工艺 数以及成型收缩率则会有减小的趋势 。
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好、绝缘性能好、生产效率高和价格低廉等特点 ， 纤维增强热塑性复合材料性能卓越的原理在于
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是推动人类文明进步的重要基础。进入21世纪以来， 在对力学性能的贡献方面，基体树脂 和玻璃纤维扮
纤维增强热塑性复合材料因其具有良好的力学性能， 演着不同作用。基体材料的作用是接受外界载荷并将
使它一直是高分子材料领域备受关注的高性能复合材 其分配到增强纤维上，纤维的主要功能则是承担外界
料之一。纤维增强复合材料是高分子材料的一个重要 的载荷，赋予复合材料高的力学性能，并且决定了玻
分支，是以热塑性聚合物为基体树脂，纤维为增强材 纤增强复合材料结构件强度和刚度方面的性能。自上
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料并通过一定的工艺技术制备的高性能材料 。通过 世纪七十年代起，螺杆式注射机 的广泛使用极大地
添加玻纤、碳纤等纤维可以改善高分子材料的性能， 推动了复合材料的发展，使得玻纤增强热塑性复合材
拓宽复合材料的用途。对于作为增强材料的纤维，要 料得到了大规模生产和应用。这种材料综合了玻璃纤
求其长度较长、具有高的强度、比基体材料的更小的 维的卓越性能和热塑性材料的特有特性，例如可回收
断裂伸长率、较高的加工温度以及较低的密度。除此 性，表现出显著的环境友好性。
之外，由于复合材料中纤维用量大，所以还要求纤维 玻纤增强热塑性复合材料属于应用较为广泛的
的价格较低。目前，用于热塑性复合材料的纤维主要 材料，适用于表面质量及综合机械性能要求高、产品
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包括碳纤维 、有机纤维 和玻璃纤维 ，其中又以玻 形状复杂的注塑件的生产成型。目前，玻纤增强热塑
璃纤维应用最为广泛。 性复合材料主要应用于汽车 [10] 、化工 [11] 、家电 [12] 、通
玻璃纤维具有拉伸强度高、耐热性好等优点，而 讯、机械、军工、体育器材、医疗器械等国民经济支
热塑性材料本身具有较好的刚度、抗弯曲疲劳性好、 柱行业中大型塑料制品、特殊性能要求的制品及大
成型加工性能优异、价格低廉的特点，但其力学性能 型、高性能塑料件的加工制造，特别是在汽车零配件
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较差 。综合热塑性材料和玻璃纤维两者的优点，热 专用塑料市场上的应用发展潜力十分巨大 [13] ，在汽车
塑性材料作为基本相，玻璃纤维作为增强相，利用外 配件上实现以塑代钢，减轻汽车配重，节约了宝贵的
增强原理，可以很好的结合玻纤和热塑性材料两者的 贵金属和不可再生的能源。同样，在民用产品高值
优势制备高性能的增强型复合材料。相对于基体树脂 化方面玻纤增强热塑性复合材料大放光彩。利用玻纤
材料，复合材料的各项力学性能能够提高到先前的两 增强热塑性复合材料轻便、高强度的特点，其在奢侈

倍到三倍不等，而像刚性和抗蠕变性等其他性能能够 品、玩具和小型零部件方面得到了广泛的应用。在我
提高到先前的两倍到五倍不等。而且玻纤增强热塑性 国，一些产量在万吨以上的改性塑料企业拥有和掌握

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