长纤维增强热塑性复合材料

长纤维增强热塑性复合材料（LFT）
长纤维增强热塑性复合材料(LFT)是纤维增强聚合物领域的一种新型高级轻量化材料。

以热塑性树脂为基体，以长纤维(主要为玻璃纤维和碳纤维，10-25mm)为纤维增强材料的热塑性复合材料，具有质量轻、强度高、抗冲击热性强、耐腐蚀、成型加工性能优、可设计与重复回收利用、绿色环保等性能，并具有高的性价比和较低的密度，在汽车轻量化应用中展示了较好前景。

LFT的机械特性与增强纤维的长度有着密切的关系。

与相类似的短纤维(纤维长度约小于1mm)增强注塑成型热塑性复合材料相比，LFT材料在强度、抗撞击性能、能量的吸收率等方面都得到了很大提高。

这些特性也为LFT在要求更为严格的汽车内外部的结构件和半结构件上的应用创造了条件，成为受汽车行业青睐的主要原因之一。

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具体来说，这一材料主要用于汽车仪表板骨架、前端模块(水箱支架)、天窗支架、蓄电池支架、门板支架、引擎盖、换挡器、油门踏板等。

而以仪表板支架为例，其可满足高流动性、高刚度、低蠕变、安全性、尺寸稳定性、轻量化等方面的要求。

LFT概念及发展历史LFT（Long Fiber Thermoplastics）是一种将长纤维增强材料和热塑性树脂相结合的高性能复合材料。

它的发展历史可以追溯到上世纪60年代。

起初，复合材料是通过将短切纤维增强剂与塑料树脂结合来制造的。

然而，短切纤维增强材料的性能和机械特性有限，限制了其在许多应用中的使用。

因此，人们开始研究如何使用长纤维增强材料来提高复合材料的性能。

1964年，美国朗姆工程公司首次提出了将长纤维增强材料和热塑性树脂结合的方法，并进行了相关研究。

这种方法被称为LFT（Long Fiber Thermoplastics），是一种将长纤维增强材料与熔融的热塑性树脂进行复合成型的工艺。

LFT的出现引起了工程塑料界的广泛关注。

相比于短切纤维增强材料，LFT具有更好的强度、刚度和耐冲击性能。

同时，长纤维增强材料还可以提供更好的表面外观、尺寸稳定性和阻尼性能。

随着技术的进一步发展，LFT的应用范围不断扩大。

它已经广泛应用于汽车、航空航天、电子、建筑和运动器材等领域。

在汽车行业中，LFT被用作车身和车身零部件的材料，以提高整体结构的强度和维度稳定性。

在航空航天领域，LFT被广泛用于制造飞机内部结构和部件，以满足对轻量化和高强度的需求。

LFT的发展受到了许多因素的推动。

首先，随着工程塑料市场的增长，对性能更高、质量更稳定的材料需求也在增加。

其次，人们对轻量化材料的需求也在不断增加，以减少能耗和环境污染。

此外，长纤维增强材料的生产技术也得到了快速发展，使LFT的生产成本得以降低。

尽管LFT在很多领域都有广泛的应用，但它仍存在一些挑战和限制。

首先，LFT的成本相对较高，限制了其在一些大规模应用中的使用。

其次，LFT的加工难度较高，需要采用专门的设备和工艺。

此外，LFT的性能受到长纤维分散均匀性的影响，这也是一个需要解决的问题。

总之，LFT作为一种将长纤维增强材料和热塑性树脂相结合的高性能复合材料，在工程塑料领域有着广阔的应用前景。

LFT-D工艺原理
LFT-D是一种长纤维增强热塑性复合材料的直接注塑成型工艺，其基本原理是将连续纤维和热塑性树脂预混料通过挤出机挤出成一定长度的纤维束，然后将纤维束送入注塑机的模具中，在高压下进行注塑成型。

具体而言，LFT-D工艺包括以下几个步骤：
1. 预混料制备：将热塑性树脂和连续纤维按照一定比例混合，制备出预混料。

2. 挤出：将预混料通过挤出机挤出成一定长度的纤维束。

3. 注塑：将纤维束送入注塑机的模具中，在高压下进行注塑成型。

4. 固化：在注塑过程中，热塑性树脂在高温下熔化，纤维束被包裹在树脂中，形成复合材料。

随后，在模具中进行固化，以使复合材料达到所需的强度和刚度。

通过LFT-D工艺，可以制造出具有高强度、高刚度、高耐磨损性和耐腐蚀性的长纤维增强热塑性复合材料零件，适用于汽车、航空航天、电子、医疗等领域。

一、长玻纤增强聚丙烯（LFT-PP）及LFT塑料托盘长玻纤增强聚丙烯（LFT-PP）复合材料1.项目简介传统玻纤增强聚丙烯因其成本低廉和优异的机械性能，在材料领域得到大量的应用。

长玻纤增强聚丙烯（LFT-PP）复合材料与传统的短纤增强聚丙烯材料相比，由于生产工艺的改变，玻纤在粒子中的长度增加，即玻纤保持与粒子同样的长度，即使注塑成型后，纤维的最终长度也比短纤的高很多，在制品中的平均长度可达2毫米左右。

相对于传统的短玻纤增强热塑性塑料（这种粒子在制品中的纤维长度在200μ左右），LFT-PP材料在制品中保留了极长的玻纤长度，因此赋予了材料更好的力学性能与热学性能，同时LFT-PP还具有比短纤增强PP更好的高温抗蠕变性能，这些优势使得LFT-PP的性能能够达到或接近增强工程塑料如PA或PPO的性能。

具体优势为：(1)刚度与质量比高，变形小，这特别有利于LFT在汽车中的应用；(2)韧性高；(3)抗蠕变性能好，尺寸稳定；(4)耐疲劳性能优良；(5)设计自由度比GMT更高，因为LFT可用于注塑和其他成型方法，而GMT只能压塑；(6)模塑成型性能比SFT更好，纤维以更长的形态在成型物件中移动，纤维损伤少。

由于LFT材料类似于增强工程塑料的卓越性能以及PP基材相对于工程塑料基材极其低廉的价格成本，因此赋予了该材料极佳的性价比：相对于短纤增强PA材料而言，使用LFT-PP 可在材料成本上节约40-50%左右；相对于短纤增强PPO材料而言，使用LFT-PP可在材料成本上节约100%以上。

2.长玻纤增强PP市场应用及容量2.1汽车工业：保险杠骨架、座椅骨架、发动机罩壳、车身门板模块、仪表盘骨架、脚踏板、挡泥板、备用轮胎架、冷却风扇及框架、蓄电池托架等，用于替代增强尼龙（PA）或金属材料。

2.2通讯电子电器行业：通讯、电子行业高精度接插件/点火器零组件、继电器基座/微波炉变压器线圈架、框架/电气联结器、继电器、电磁阀封装件/扫描仪组件等，洗衣机滚筒、洗衣机三角支架、空调风扇等，用于替代短纤增强PA、ABS材料或金属材料。

长纤维增强热塑性塑料TPAC图2 GMT 和LFRT材料增长对比（来自Dieffenbacher）●优异的抗冲击性能。

对于聚丙烯和尼龙基体的TPAC粒料而言，由于其模压产品中的纤维最长，因而其抗冲击性能最好。

另外，其注塑成型的产品的抗冲击性能明显高于短纤维粒料的注塑成型产品；●低收缩率和高的尺寸稳定性（低蠕变）；●恶劣温度条件下的高力学性能保持性；●高模量、高强度、低翘曲、与金属相近的热膨胀系数。

TPAC 粒料的直径大约3mm，有12mm和25mm左右的两种长度，其中12mm 左右长度的粒料可用于注塑成型，25mm左右长度的粒料用于模压成型。

TPAC粒料的纤维平行排列，纤维的长度与粒子长度相同（如图3所示），其产品规格和性能分别见表2 和表3。

注：以上数据均采用ASTM标准、注塑成型试样，测试结果为典型值，不作为出厂检验标准；当采用模压工艺制备试样时，粒子长度为25mm，其力学性能将有大幅度提高图3 TPAC 粒料外观和纤维在粒料中的分布示意图从表3中数据可以看出，TPAC系列产品的性能基本达到了国外公司同类产品的技术水平，完全可以作为国外同类产品的替代品。

由于LFRT 制品的力学性能取决于材料中纤维的长度，因此TPAC粒料对注塑工艺和设备具有特殊的要求，例如：料筒的落料口径必须足够大以防止长纤维粒料卡在落料口而影响落料；喂料部分的螺槽深度要达到5mm以上；注塑机喷嘴要在6mm 以上；浇口和浇道要尽可能大等。

虽然普通的注塑机也可以用来成型长纤维料制品，但是很难将长纤维的优势完全发挥出来。

一般，采用模压成型工艺能够很好地保证纤维的长度。

目前，用TPAC 粒料成型的汽车部件包括：●散热风扇散热风扇用于降低发动机引擎的热量，其形状也较为复杂。

因此要求材料具有较高的耐热性和优异的加工性能，通常采用的是增强尼龙材料。

以聚烯烃为基体的TPACBC2050（长纤维增强PP）具有优异的加工性能，且耐热性高，与增强尼龙相比，该材料可使制品（如图4 所示）的重量减轻15% 左右。

热塑性复合材料
热塑性复合材料是一种由连续纤维增强材料和热塑性树脂组成的复合材料。

在
这种材料中，连续纤维通常是玻璃纤维、碳纤维或芳纶纤维，而热塑性树脂可以是聚丙烯、聚酰胺或聚酯等。

热塑性复合材料因其优异的力学性能、耐高温性能和成型加工性能而得到广泛应用。

首先，热塑性复合材料的优异力学性能是其最大的特点之一。

由于连续纤维的
加入，使得复合材料具有很高的强度和刚度，能够承受较大的载荷。

同时，热塑性树脂的良好粘合性能也能有效地传递载荷，提高材料的整体性能。

这使得热塑性复合材料在航空航天、汽车、船舶等领域得到了广泛的应用。

其次，热塑性复合材料具有良好的耐高温性能。

热塑性树脂在高温下依然能够
保持较好的力学性能，不会出现软化或熔化的情况。

这使得热塑性复合材料能够在高温环境下长期稳定地工作，满足特殊工况下的使用需求。

因此，热塑性复合材料在航空航天领域的发展中扮演着重要的角色。

另外，热塑性复合材料还具有良好的成型加工性能。

由于热塑性树脂的特性，
热塑性复合材料可以通过热压成型、注塑成型等工艺进行成型加工，制作出各种复杂的结构件。

这种灵活的加工性能使得热塑性复合材料在制造领域得到了广泛的应用，为产品的设计和制造提供了更多的可能性。

总的来说，热塑性复合材料以其优异的力学性能、耐高温性能和成型加工性能，在航空航天、汽车、船舶等领域得到了广泛的应用。

随着科学技术的不断进步，相信热塑性复合材料将会有更广阔的发展前景，为各个领域的发展提供更多的支持和保障。

新型LFT-D/GWT材料及成型工艺——阶段调研报告一、LFT概要1、LFT定义LFT是英文Long-Fiber Reinforce Thermoplastic的简称，中文译为长纤维增强热塑性塑料或习惯称之为长纤维增强热塑性复合材料。

LFT是一个广义的塑料专用词汇，在汽车复合材料工业中有一个非正式但却约定俗成的定义，即指长度超过10mm的增强纤维和热塑性聚合物进行混合并生产而成的制品。

LFT主要构成形式示意图1）长纤维的几种定义纤维的直径纤维的长度（5～25mm）纤维的长径比＜0.5mm ＞10mm L/Ф＞1002）玻纤长度对LFT机械性能的影响3）LFT与短纤维增强热塑性复合材料相比的优点●纤维长度较长，明显提高制品的力学性能；●比刚度和比强度高，抗冲击性能好，特别适合汽车部件的应用；●耐蠕变性能提高，尺寸稳定性好，部件成型精度高；●耐疲劳性能优良；●在高温和潮湿环境中的稳定性更好；●成型过程中纤维可以在成型模具中相对移动，纤维损伤小。

2、LFT在欧美及中国汽车市场的应用据统计，汽车行业的LFT消耗量约占世界LFT行业总消耗量的80%，而在汽车行业中，欧美LFT 消耗量大约占95%，其中欧洲占80%，美国占15%，如图所示，LFT在欧洲乘用车上的应用部位。

LFT在欧洲的总消耗量以及在各种汽车零部件中的应用比例LFT材料在中国的研发，始于20世纪80年代未、90年代初，应该说和欧美相比在时间上相差不多，但是产业化进程和应用开发相对滞后。

目前，中国己形成具有自主知识产权的GMT、LFT-G 和LFT-D产品，并形成了一定的生产能力，但在产品质量和品种门类上与世界先进水平还有相当大的距离。

在己知的国产汽车中，LFT零件原材料90%以上都从欧美、韩国引进，而且其应用主要集中在从欧美、韩国引进的车型中。

3、LFT巨大的市场前景可以说，LFT是汽车复合材料工业中的希望之星。

美国Principia咨询公司的市场报告显示（见表），2004年全球LFT市场需求量约为1.08亿kg(2.39亿磅)，销售额为4.5亿美元。

长纤维增强塑料（Long Fiber Reinforced Thermoplastics，简称LFT）是一种具有优异性能的复合材料，由热塑性聚合物基体中添加了长纤维增强材料而成。

LFT材料通常采用玻璃纤维、碳纤维或者纤维素纤维等作为增强材料，与热塑性树脂相结合，具有高强度、高模量、耐冲击、耐化学腐蚀等众多优异性能，被广泛应用于汽车、电子、航空航天、体育用品等领域。

LFT材料的性能标准是评价LFT材料质量的重要指标之一。

LFT材料的性能标准具有以下几个特点：一、力学性能1. 强度：LFT材料的拉伸强度和弯曲强度是评价其力学性能的重要指标，通常需符合国际或行业相关标准。

2. 模量：LFT材料的弹性模量代表了其刚性和硬度，也是衡量其力学性能的重要参数。

二、耐热性能1. 热变形温度：LFT材料的热变形温度代表了其在高温下的稳定性和抗变形能力，是评价其耐热性能的重要指标。

2. 热老化性能：LFT材料在长时间高温下的稳定性和性能退化情况也是重要评价指标。

三、耐化学性能1. 耐腐蚀性能：LFT材料在化学介质中的稳定性，尤其是对酸碱、溶剂等的抵抗能力是考核其耐化学性能的重要指标。

四、外观质量1. 表面平整度：LFT材料的表面平整度直接影响其外观质量和加工性能，是重要的外观质量指标之一。

2. 颜色一致性：LFT材料的颜色一致性和色差控制也是其外观质量的重要指标之一。

LFT材料的性能标准涉及了力学性能、耐热性能、耐化学性能和外观质量等多个方面，这些标准大大提高了LFT材料在工程领域的应用价值和质量稳定性。

在个人看来，LFT材料的性能标准是对其质量和性能的一种有效保障，符合标准的LFT材料具有更好的稳定性和可靠性，能够更好地满足工程领域对材料性能的需求。

在未来，随着工程领域对材料性能要求的不断提高，LFT材料的性能标准也将不断完善和提高，以适应更广泛的应用需求。

希望以上内容对你有所帮助，如果有任何问题，欢迎随时和我交流讨论。

一、长玻纤增强聚丙烯（LFT-PP）及LFT塑料托盘长玻纤增强聚丙烯（LFT-PP）复合材料1.项目简介传统玻纤增强聚丙烯因其成本低廉和优异的机械性能，在材料领域得到大量的应用。

长玻纤增强聚丙烯（LFT-PP）复合材料与传统的短纤增强聚丙烯材料相比，由于生产工艺的改变，玻纤在粒子中的长度增加，即玻纤保持与粒子同样的长度，即使注塑成型后，纤维的最终长度也比短纤的高很多，在制品中的平均长度可达2毫米左右。

相对于传统的短玻纤增强热塑性塑料（这种粒子在制品中的纤维长度在200μ左右），LFT-PP材料在制品中保留了极长的玻纤长度，因此赋予了材料更好的力学性能与热学性能，同时LFT-PP还具有比短纤增强PP更好的高温抗蠕变性能，这些优势使得LFT-PP的性能能够达到或接近增强工程塑料如PA或PPO的性能。

具体优势为：(1)刚度与质量比高，变形小，这特别有利于LFT在汽车中的应用；(2)韧性高；(3)抗蠕变性能好，尺寸稳定；(4)耐疲劳性能优良；(5)设计自由度比GMT更高，因为LFT可用于注塑和其他成型方法，而GMT只能压塑；(6)模塑成型性能比SFT更好，纤维以更长的形态在成型物件中移动，纤维损伤少。

由于LFT材料类似于增强工程塑料的卓越性能以及PP基材相对于工程塑料基材极其低廉的价格成本，因此赋予了该材料极佳的性价比：相对于短纤增强PA材料而言，使用LFT-PP 可在材料成本上节约40-50%左右；相对于短纤增强PPO材料而言，使用LFT-PP可在材料成本上节约100%以上。

2.长玻纤增强PP市场应用及容量2.1汽车工业：保险杠骨架、座椅骨架、发动机罩壳、车身门板模块、仪表盘骨架、脚踏板、挡泥板、备用轮胎架、冷却风扇及框架、蓄电池托架等，用于替代增强尼龙（PA）或金属材料。

2.2通讯电子电器行业：通讯、电子行业高精度接插件/点火器零组件、继电器基座/微波炉变压器线圈架、框架/电气联结器、继电器、电磁阀封装件/扫描仪组件等，洗衣机滚筒、洗衣机三角支架、空调风扇等，用于替代短纤增强PA、ABS材料或金属材料。

长纤维增强材料
长纤维增强材料是一种具有优异性能的材料，它可以在复合材料中起到增强作用，提高材料的强度和韧性。

长纤维增强材料通常由高强度的纤维和树脂基体组成，通过复合工艺制成。

在工程领域中，长纤维增强材料被广泛应用于航空航天、汽车制造、船舶建造、体育器材等领域。

首先，长纤维增强材料具有优异的强度和刚性。

由于其纤维长度较长，能够有
效地抵抗外部受力，提高材料的强度和刚性。

这使得长纤维增强材料在工程结构中能够承受更大的载荷，延长材料的使用寿命。

其次，长纤维增强材料具有良好的疲劳性能。

在实际工程应用中，材料往往需
要承受交变载荷，长纤维增强材料由于其优异的疲劳性能，能够有效地延缓材料的疲劳破坏，提高材料的可靠性和耐久性。

另外，长纤维增强材料还具有优异的耐腐蚀性能。

在恶劣的环境条件下，材料
往往容易受到腐蚀的影响，长纤维增强材料通过合理的纤维选择和表面处理，能够有效地提高材料的耐腐蚀性能，延长材料的使用寿命。

此外，长纤维增强材料还具有良好的成型性能。

在制造过程中，材料往往需要
进行成型加工，长纤维增强材料由于其良好的成型性能，能够实现复杂形状的制造，满足不同工程结构的需求。

总的来说，长纤维增强材料具有优异的性能，能够满足工程领域对材料强度、
耐久性、成型性等方面的要求。

随着工程技术的不断发展，长纤维增强材料将会在更多领域得到应用，为工程结构的轻量化、高强度化提供更多可能性。