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概述：

近年來，隨著高性能耐高溫熱塑性樹脂的發(fā)展及復合材料成型加工技術(shù)的不斷進步，熱塑性復合材料發(fā)展迅速，已成為復合材料領(lǐng)域的開發(fā)熱點。

相較熱固性復合材料，熱塑性復合材料具有較高斷裂韌性，抗沖擊性，耐化學藥品及耐水性，熱成型性能好，生產(chǎn)率高，工藝簡單，生產(chǎn)周期短，環(huán)?？裳h(huán)利用。

熱塑性復合材料(FRTP)分為短纖維增強熱塑性塑料(SFRT) / 長纖維增強熱塑性塑料(LFRT)/ 連續(xù)纖維增強熱塑性復合材料塑料(CFRT)根據(jù)LUCINTEL 公司市場調(diào)研報告，2009-2014年的復合增長率為5.9%，2014年的銷售額達到62億美元。預計在今后的十年，其發(fā)展速度將達到8-15%，增速超過熱固性復材。

熱塑性復合材料特點：

1.密度小，比剛度和比強度大，一般密度為1.4-1.6g/cm3。小于熱固性的1.7-2.0g/cm3

2.韌性優(yōu)于熱固性復材，具有良好抗沖擊性能。

3.物理性能良好，耐熱性及耐水性優(yōu)異

4.成型周期短，一般為20-60秒。加工過程是加熱熔融，冷卻固化定型的物理變化過程，加工過程中不產(chǎn)生任何化學反應

5.成型壓力低，成型模具費用低

6.無存放條件限制

7.廢料可以重新回收利用

8.簡化成型工藝環(huán)節(jié)（針對形狀復雜的金屬部件而言）

9.具有可重復/多次成型的特性

熱塑性復材發(fā)展情況：

1.短纖維增強熱塑性復合材料(SFRT)

短纖維增強熱塑性復合材料是以長度為0.2-0.7mm纖維材料增強熱塑性塑料而制成的復合材料。增強纖維在熱塑性塑料基體中呈均勻無規(guī)狀分布，含量一般為30%左右。

早期的SFRT 一般選用通用塑料為基體，包括聚丙烯(PP)，聚乙烯(PE)，聚丙乙烯(PS)，聚氯乙烯(PVC)。增強材料主要是玻璃纖維，主要用于電器，電子，五金工具及汽車的非承力構(gòu)件。

隨著聚酰胺(PA)，聚甲醛(POM) 等工程塑料的應用擴大，以及新型工程塑料PET，PES，PPS，PEEK等相繼問世；結(jié)合高性能玻璃纖維，芳綸纖維及碳纖維，成為新一代復合材料，應用擴大至汽車，石油化工，機械等工業(yè)領(lǐng)域的次結(jié)構(gòu)件。

熱塑性復合材料種類：

1.短纖維增強熱塑性復合材料(SFRT)

根據(jù)產(chǎn)品的構(gòu)造，短纖維熱塑性復合材料制品的生產(chǎn)主要采用擠出成型及注塑成型工藝。擠出成型生產(chǎn)線形材料，管，板等產(chǎn)品；注塑成型則用于生產(chǎn)各種形狀，大小不等的產(chǎn)品，如精密儀器零件到汽車保險杠等。

SFRT 用的原料，不論擠出或是注塑用的，一般都要經(jīng)過造粒過程。

這種粒料在成型作業(yè)中經(jīng)過螺桿，注嘴，模腔內(nèi)流動等作業(yè)后變得更短，最終制品中的纖維平均長度約只有0.4mm，對制品的力學性能幫助有限。

盡管如此，目前世界對SFRT 的需求仍在持續(xù)增長，特別是在汽車工業(yè)的新用途中。

2. 長纖維增強熱塑性復合材料(LFRT)

長纖維增強熱塑性復合材料的纖維長度一般為10-15mm，纖維含量一般為30-50%左右。由于纖維長度較長，且成型時，增強纖維被均勻地分散在基體樹脂中，纖維能夠完全被浸漬，可以明顯提高制品的力學性能，尤其沖擊強度顯著提高。

20世紀70年代，中長玻璃纖維氈增強聚丙烯的熱塑片材(GMT)誕生，開始了長纖維增強熱塑性復合材料的工業(yè)化。

至80年代初期，出現(xiàn)了長纖維增強熱塑性復合材料粒料

90年代初期，出現(xiàn)了直接法長纖維熱塑性復材成型工藝。

由于此類產(chǎn)品在汽車工業(yè)領(lǐng)域廣泛應用，尤其作為可回收再利用的材料，長纖維增強復材已經(jīng)成為復合材料行業(yè)增速最快的產(chǎn)業(yè)之一。

3. 連續(xù)纖維增強熱塑性復合材料(CFRT)

20世紀80年代初，隨著以聚醚醚酮(PEEK) ，聚苯硫醚(PPS)為代表的特種工程塑料的商品化，以及航空航天工業(yè)對高耐熱性和高韌性樹脂基復合材料的需求；連續(xù)纖維的浸漬工藝問題得到突破性的發(fā)展，以APC-1 及APC-2為代表的高性能的先進熱塑性復材相繼問世，主要用在航空工業(yè)領(lǐng)域。

21世紀后，碳纖維的產(chǎn)量快速增長，應用得以普及。歐美國家將連續(xù)纖維增強熱塑性復合材料及其成型技術(shù)的應用轉(zhuǎn)向民用工業(yè)，如汽車部件，體育用品，建筑材料等。

近年，汽車工業(yè)的高速發(fā)展，對汽車復合材料的提出更高的要求。CFRT 以其輕質(zhì)高強，抗沖擊性能佳，成型時間短，廢料可以回收再利用的優(yōu)點，歐美國家正致力促進其產(chǎn)業(yè)化及在各民用領(lǐng)域的推廣應用。

連續(xù)纖維增強熱塑性復合材料(CFRT)

根據(jù)LUCITEL 公司的一份報告稱，CFRT尚處于生命周期的發(fā)展初期。2014年的CFRT 市場達到1.9億美元，在過往5年的全球增長率平均為12%。

CFRT 的產(chǎn)品形式有纖維預浸料（帶/片狀）/ 織物預浸料（片狀）/ 復合紗及其織物/ 拉擠產(chǎn)品。

高性能CFRT 具有耐熱性高，抗沖擊性及抗損傷能力佳的能力。同時這類復合材料的成型本身也需要較高的成型溫度，較嚴苛的浸漬技術(shù)工藝，以及適合的退火工藝，以期獲得最佳的材料性能。

可減免做后處理及涂裝的工序，在制作預浸料的過程已經(jīng)完成A級表面及所需紋理，成型僅是最后變形固化的工序。

連續(xù)纖維增強復材關(guān)鍵點：

預浸技術(shù)：

熱塑性復合材料由于分子結(jié)構(gòu)的特點。室溫下，熱塑性塑料成固態(tài)，加熱熔融狀態(tài)下，樹脂熔體粘大(>1000pa·s) 熔體流動困難，與纖維的浸漬性差

對比熱固性樹脂，其在固化前，很容易轉(zhuǎn)變成低粘濃度的狀態(tài)。在這種狀態(tài)下，纖維很容易被熱固性樹脂浸漬。

關(guān)鍵詞： 復合材料熱塑性復合材料 RTM

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