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概述：

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

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，生產率高，工藝簡單，生產周期短，環保可循環利用。

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)/ 連續纖維增強熱塑性復合材料塑料(CFRT)根據LUCINTEL 公司市場調研報告，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.簡化成型工藝環節（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，機械等工業領域的次結構件。

熱塑性復合材料種類：

1.短纖維增強熱塑性復合材料(SFRT)

根據產品的構造，短纖維熱塑性復合材料制品的生產主要采用擠出成型及注塑成型工藝。擠出成型生產線形材料，管，板等產品；注塑成型則用于生產各種形狀，大小不等的產品，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，一般都要經過造粒過程。

這種粒料在成型作業中經過螺桿，注嘴，模腔內流動等作業后變得更短，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 的需求仍在持續增長，特別是在汽車工業的新用途中。

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化。

至80年代初期，出現了長纖維增強熱塑性復合材料粒料

90年代初期，出現了直接法長纖維熱塑性復材成型工藝。

由于此類產品在汽車工業領域廣泛應用，尤其作為可回收再利用的材料，長纖維增強復材已經成為復合材料行業增速最快的產業之一。

3. 連續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，以及航空航天工業對高耐熱性和高韌性樹脂基復合材料的需求；連續纖維的浸漬工藝問題得到突破性的發展，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，主要用在航空工業領域。

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

近年，汽車工業的高速發展，對汽車復合材料的提出更高的要求。CFRT 以其輕質高強，抗沖擊性能佳，成型時間短，廢料可以回收再利用的優點，歐美國家正致力促進其產業化及在各民用領域的推廣應用。

連續纖維增強熱塑性復合材料(CFRT)

根據LUCITEL 公司的一份報告稱，CFRT尚處于生命周期的發展初期。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。

連續纖維增強復材關鍵點：

預浸技術：

熱塑性復合材料由于分子結構的特點。室溫下，熱塑性塑料成固態，加熱熔融狀態下，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，很容易轉變成低粘濃度的狀態。在這種狀態下，纖維很容易被熱固性樹脂浸漬。

關鍵詞： 復合材料熱塑性復合材料 RTM

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