玻璃纤维增强复合材料与汽车轻量化设计

Jillian

目前汽车上应用的玻璃纤维增强复合材料包括玻璃纤维增强热塑性材料、玻璃纤维毡增强热塑性材料(GMT)、片状模塑材料(SMC)、树脂传递模塑材料(RTM)以及手糊FRP制品。
　　
　　为了改善塑料材料的性能，高分子树脂的填料研究工作进展十分迅速，由于增强材料和填充材料品种繁多，因此将使用玻纤当做增强材料的材料称为玻璃纤维增强塑料。由于玻纤的加人大大地改善了塑料的物理机械性能，通用塑料经过增强后，也能作为工程材料采应用。对于某些工程塑料，通过增强扩展了作为结构材料应用领域的深度和广度。目前汽车上使用韵玻纤增强塑料主要有玻纤增强PP、玻纤增强PA66或PA6以及少量PBT、PPO材料。
　　
　　增强PP主要用于制作发动机冷却风扇叶片和正时齿带上下罩盖等制品，但有些制品存在外观质量不好、翘曲等缺欠，因此非功能件逐渐被滑石粉添充PP所替代。增强PA材料在轿车、厢式车及载货车工都已采用，一般都是用于制作一些小的功能件，例如锁体防护罩、保险楔块、嵌装螺母、油门踏板、换挡上下护架-防护罩和开启手柄等。
　　
　　玻璃纤维毡增强热塑性复合材料(GMT)，是目前国际上极为活跃的复合材料开发品种。这是工种以


热塑性树脂为基体，以玻璃纤维毡为增强骨架的，新颖、节能、轻质的复合材料，一般可以生产出片材半成品，然后直接加工成所需形状的产品，纤维可以是短切玻璃纤维或连续的玻璃纤维毡，热塑性树脂可以是通用塑料，工程塑料或高性能塑料。主要用于生产多功能支架、仪表板托架、座椅骨架，发动机护板、蓄电池托架等。
　　
　　片状模塑料(SMC，用空心玻璃微珠做填料)是一种较重要、用途广的模压复合材料制品的半成品。与钢制汽车零件相比，SMC生产周妍短，便于汽车改型，投资效益好；质量较轻，节约燃油；设计自由；制件的整体性好，零件的数量很少；耐用性和隔热性好。但是SMC不可回收，污染环境；虽然性能价格比较好，但一次性投资往往高于对应的钢制件：如，福特金牛座和水星黑貂轿车的前围里的下散热器托架，原钢制的有22个零件，而SMC的才2件，质量大减，成本降低14%。
　　
　　尽管许多汽车厂在生产汽车车身时都已改用由玻璃纤维为增强的材料来替代相对笨重的金属，但是玻璃纤维是由熔融玻璃拉成的纤维，它在高温融化后非常容易重新凝固，这给废旧汽车回收处理带来了很大困难。为此，法国国家科学研究中心正在研究一种以大麻和聚氨酯为原料的合成材料，这种材料的特点是除具有金属和玻璃纤维各有的优点外，价格更便宜，质量更轻，韧度更强，而且可以生物降解。现在，该中心正在对这种材料的强度及其他特性进行测试，一期目标是用这种材料生产出汽车车门。      

转自复材论坛