轻型(xing)PP玻璃纤(xian)维复合材料(liao)的具体应用介绍
瑞士Quardrant Plastics Composites (QPC)公司(si)推出(chu)了一系(xi)列(lie)轻(qing)(qing)型(xing)的(de)(de)增强热塑(su)性(xing)复(fu)合(he)材(cai)(cai)料(liao)(LWRT)，包括片材(cai)(cai)和(he)预制坯(pi)料(liao)，商品名为(wei)Symalite。由于LWRT复(fu)合(he)材(cai)(cai)料(liao)密度较小(xiao)，其每(mei)单位重(zhong)量(liang)产生的(de)(de)硬度要比传(chuan)统(tong)的(de)(de)玻(bo)璃纤维(wei)毡增强热塑(su)性(xing)（GMT）片材(cai)(cai)高，同(tong)时，这种材(cai)(cai)料(liao)与金属、GMT以及(ji)传(chuan)统(tong)的(de)(de)PP和(he)尼龙长纤维(wei)热塑(su)性(xing)(LFT)复(fu)合(he)物相(xiang)比，具有(you)可减轻(qing)(qing)重(zhong)量(liang)、设计(ji)更灵活以及(ji)成本更低(di)的(de)(de)优势，因此使其成为(wei)轻(qing)(qing)型(xing)GMT 复(fu)合(he)材(cai)(cai)料(liao)的(de)(de)理想(xiang)替(ti)代品。
据QPC公(gong)司介绍，通过(guo)采用(yong)低(di)压成型技(ji)术(shu)，这种(zhong)新(xin)型复合材(cai)(cai)料很容易粘附于织物(wu)、纱(sha)布、泡沫材(cai)(cai)料、干粉涂膜以及坚固(gu)的PP表面(mian)，因(yin)此(ci)可以很方便地进行模内装饰。此(ci)外，还可以利用(yong)一种(zhong)粘附薄(bo)膜而使Symalite材(cai)(cai)料粘接(jie)在涂铝线圈(quan)的片材(cai)(cai)上，目前(qian)，QPC公(gong)司正在考虑将这种(zhong)铝/塑(su)层压制件用(yong)于制造汽车的车顶模塑(su)件。
Symalite复合材(cai)料适合于制造汽车(che)(che)车(che)(che)底屏蔽防护装(zhuang)置、承重板(ban)、车(che)(che)顶内衬、车(che)(che)门(men)装(zhuang)饰(shi)、行(xing)李架、车(che)(che)顶模塑件(jian)、发动(dong)机盖以及(ji)车(che)(che)后(hou)行(xing)李箱盖等(deng)。
新颖的生产工艺
通常(chang)，GMT 复合材(cai)(cai)料(liao)片材(cai)(cai)是由(you)(you)PP粉末(mo)和(he)切(qie)碎(sui)的(de)(de)玻(bo)璃(li)纤(xian)维复合而(er)成(cheng)。与GMT复合材(cai)(cai)料(liao)的(de)(de)制造工(gong)艺(yi)所(suo)(suo)不同的(de)(de)是，QPC公(gong)司(si)的(de)(de)LWRT轻型复合材(cai)(cai)料(liao)是采用(yong)(yong)(yong)织(zhi)物生(sheng)产(chan)所(suo)(suo)用(yong)(yong)(yong)的(de)(de)干工(gong)艺(yi)技(ji)术来生(sheng)成(cheng)由(you)(you)PP和(he)玻(bo)璃(li)纤(xian)维掺和(he)的(de)(de)毛(mao)状物。在连续生(sheng)产(chan)过(guo)程中，该(gai)(gai)掺和(he)毛(mao)状物被(bei)(bei)加热到(dao)高于PP熔(rong)点的(de)(de)温度(du)，再将其层(ceng)压到(dao)粘(zhan)接膜或纯PP膜的(de)(de)表(biao)面层(ceng)，最(zui)后切(qie)成(cheng)坯(pi)料(liao)。考虑到(dao)使用(yong)(yong)(yong)被(bei)(bei)切(qie)碎(sui)的(de)(de)过(guo)短(duan)的(de)(de)玻(bo)璃(li)纤(xian)维模制零(ling)件(jian)时往(wang)往(wang)会发生(sheng)树脂从纤(xian)维中分(fen)离的(de)(de)现象，因(yin)此该(gai)(gai)公(gong)司(si)选用(yong)(yong)(yong)了长度(du)为78mm的(de)(de)玻(bo)璃(li)纤(xian)维以生(sheng)成(cheng)防止分(fen)离的(de)(de)3D 基质。QPC公(gong)司(si)声称(cheng)，该(gai)(gai)工(gong)艺(yi)可使玻(bo)璃(li)纤(xian)维很(hen)好地分(fen)布在PP中，同时也能很(hen)好地控制材(cai)(cai)料(liao)的(de)(de)膨(peng)松过(guo)程。
当片(pian)材遇(yu)热时会膨(peng)松(song)扩展而使厚度达(da)到原来(lai)的(de)(de)5倍，这是因为玻璃纤维(wei)由(you)压缩状(zhuang)态(tai)的(de)(de)固结(jie)坯(pi)料中舒(shu)展开来(lai)所导致的(de)(de)。因此，QPC公司通(tong)过改(gai)变玻璃纤维(wei)的(de)(de)含量(liang)来(lai)调整片(pian)材的(de)(de)膨(peng)松(song)度。一般，当玻璃纤维(wei)含量(liang)较高时，膨(peng)松(song)度会增加，密(mi)度减(jian)小，从而使最终产品的(de)(de)比(bi)硬度（硬度与重量(liang)之比(bi)）升高。
在(zai)用(yong)Symalite坯(pi)料(liao)制(zhi)作(zuo)产品时，QPC公司采用(yong)了低压(ya)“热冲(chong)压(ya)”工艺。该工艺使用(yong)了一种(zhong)双面型铝质板(ban)模(mo)(mo)具(ju)(ju)，据说，该模(mo)(mo)具(ju)(ju)的(de)(de)(de)成本和研制(zhi)周期(qi)都比钢(gang)质模(mo)(mo)具(ju)(ju)要少得多(duo)。使用(yong)这(zhei)种(zhong)模(mo)(mo)具(ju)(ju)以(yi)后，坯(pi)料(liao)在(zai)成型过程(cheng)中只(zhi)产生(sheng)很小(xiao)的(de)(de)(de)变形(xing)，所(suo)生(sheng)产出的(de)(de)(de)最终(zhong)制(zhi)品在(zai)不同的(de)(de)(de)壁厚处具(ju)(ju)有不同的(de)(de)(de)强(qiang)度(du)，厚的(de)(de)(de)地方通常是硬(ying)度(du)很高(gao)(gao)，而薄的(de)(de)(de)地方虽(sui)然(ran)硬(ying)度(du)不高(gao)(gao)但抗拉(la)强(qiang)度(du)却很高(gao)(gao)。
在德(de)国(guo)，QPC公(gong)司(si)能够(gou)生产(chan)出玻璃纤(xian)维(wei)含(han)量(liang)为(wei)20%～60%的片(pian)材，目前玻璃纤(xian)维(wei)含(han)量(liang)等级为(wei)40%～55%的产(chan)品(pin)已实现了(le)商(shang)品(pin)化。其(qi)中，40%玻璃纤(xian)维(wei)含(han)量(liang)的片(pian)材适(shi)合于制造车底(di)屏蔽装置(zhi)、承重板以及(ji)可(ke)开(kai)式车顶；55%玻璃纤(xian)维(wei)含(han)量(liang)的片(pian)材适(shi)合于制造车顶内(nei)衬。以上这些层压制件的标准尺(chi)寸有22 in、30 in、45 in和90in（1in=25.4mm），当然也(ye)可(ke)以按照要求进行定制。
商业应用的成功
位于(yu)(yu)德(de)国曼海姆市的 Seeber AG公司用(yong)Symalite复合材料为BMW公司制造(zao)了车底屏(ping)蔽(bi)防(fang)(fang)护(hu)(hu)装(zhuang)置，这是(shi)该材料首(shou)次成(cheng)功地实现了商业化应用(yong)。这种车底屏(ping)蔽(bi)防(fang)(fang)护(hu)(hu)装(zhuang)置是(shi)由4个(ge)玻璃纤维含量为40%的Symalite部件组(zu)成(cheng)。由于(yu)(yu)它(ta)们是(shi)用(yong)未(wei)增强的PP膜从2个(ge)面层压(ya)而(er)(er)成(cheng)的，因(yin)此其耐冲(chong)击、耐磨损以及防(fang)(fang)潮能力都得(de)到了提(ti)高。与过去的 GMT组(zu)件相比，其重(zhong)量减(jian)轻了30%，阻(zu)力系(xi)数也得(de)到了减(jian)小，而(er)(er)且这种产品还具有(you)良好的消音功能。
据介绍，制(zhi)造该装(zhuang)置的(de)模具(ju)(ju)是一个包(bao)括4部分组件的(de)多腔模具(ju)(ju)，该模具(ju)(ju)中带有一个可在成型(xing)过程中给产品钻洞的(de)辅助机(ji)械(xie)装(zhuang)置。当把(ba)79in x 73in（1in=25.4mm）大(da)小的(de)坯料(liao)送入该多腔模具(ju)(ju)后(hou)，在不到60s的(de)工作(zuo)周期(qi)内即(ji)可完成对上述4部分组件的(de)模制(zhi)。
同BMW 公司(si)原来的(de)(de)(de)(de)车底屏蔽防(fang)护(hu)装置相比(bi)，Seeber AG公司(si)用Symalite复合(he)材料制造的(de)(de)(de)(de)这种部件的(de)(de)(de)(de)重量(liang)并(bing)没有(you)(you)明(ming)显的(de)(de)(de)(de)降(jiang)低(di)，但其最大(da)的(de)(de)(de)(de)优(you)势是可(ke)以充分(fen)利用产品不同厚(hou)度(du)处所具有(you)(you)的(de)(de)(de)(de)功能，例如，产品中央部分(fen)的(de)(de)(de)(de)厚(hou)度(du)为4mm，从而优(you)化了(le)比(bi)硬(ying)度(du)值，同时具有(you)(you)降(jiang)噪的(de)(de)(de)(de)功能，而周(zhou)边(bian)的(de)(de)(de)(de)厚(hou)度(du)只有(you)(you)1mm，从而提高了(le)接合(he)力和密封强(qiang)度(du)。
目前，QPC公司已经开始了将其复合材料应用于汽车和越野车的外部车板方面的研究和开发工作。他们的研究重点是将预喷制的铝层粘附在SymaLite 材料的核心上，以制成汽车车顶模塑件。由于铝材衬里的热膨胀系数（CLTE）与SymaLite复合材料的CLTE值相差无几，因此可以减少该制件的弯曲变形。同时，涂铝线圈还可以减轻产品的重量。
