PPS材料虽然有很多优点，但纯的PPS材料不仅脆性大，耐冲击性能差，而且加工困难、价格昂贵。为了改善这些缺陷，我们需要对其进行改性，经过改性的PPS材料可以提升其导热性能、耐磨性能、耐高温性能 PPS加短玻纤（SGF）复合材料具有强度高、耐热高、阻燃、易加工、成本低等优点，在汽车、电子、电气、机械、仪器、航空、航天、军事等领域取得了应用。 PPS加长玻纤（LGF）复合材料具有高韧性、低翘曲、耐疲劳、良好的制品外观等优点，可用于热水器的叶轮、泵壳、接头、阀门、化工泵叶轮与外壳、冷却水叶轮与外壳、家电零部件等。 那么短玻纤（SGF）和长玻纤（LGF）增强PPS的复合材料的性能具体有何差异呢？ 力学性能分析 树脂基体中增加的增强纤维可形成支撑骨架，受到外力作用时，增强纤维可以有效地承担外界载荷的作用；同时可以通过断裂、变形等方式吸收能量，提高树脂的力学性能。 因此，提高玻纤的加入量，它的拉伸强度和弯曲强度都逐步地增加。PPS/LGF复合材料的拉伸和弯曲性能比PPS/SGF复合材料均更高。PPS/LGF复合材料的拉伸强度、弯曲强度和弯曲弹性模量比PPS/SGF复合材料分别提高了11.0%，18.9%和11.3%。PPS/LGF复合材料中玻纤的长度保留率更高，在同样玻纤含量条件下，复合材料的抗载荷能力更强，力学性能更佳。 下图为PPS/LGF和PPS/SGF复合材料的缺口冲击强度和无缺口冲击强度。 可见，长玻纤复合材料的冲击性能比短玻纤复合材料增强3-5倍。而且，随着玻纤含量的增加，复合材料中玻纤可以形成有效的空间网络，且增强作用大于玻纤尖端的作用，在受到外加载荷作用下更好地将外加载荷传递给增强纤维，进而提升复合材料的整体性能，而在PPS/LGF体系中玻纤的长度更长，空间网络更为密实，增强玻纤承载能力更强，其冲击强度也更佳。 结果显示，玻纤的引入大幅度地提高复合材料的耐热性能，主要原因是玻纤使复合材料内部形成增强纤维的网络骨架，极大地提高它的耐热性能，而PPS/LGF中玻纤尺寸更长，耐热性能提高优势更加明显。 可见，玻纤在树脂中较好的分散，随着玻纤含量的增加，复合材料内部增强纤维网络的构建更加完善；这也是复合材料整体力学性能随着玻纤含量增加而提升的主要原因。对比PPS/SGF和PPS/LGF复合材料，PPS/LGF复合材料中的玻纤保留率更高，这也是PPS/LGF复合材料力学性能更为优异的主要原因。

通过年度数据统计，如图所示，图中堆积柱状图中深浅程度不同代表含不同元素的阻燃剂体系，色块间的过渡越模糊表示应用过程中不同元素共同使用的频率越高。 尼龙阻燃相关论文及不同无卤阻燃体系论文发表数量年度趋势 ( a) 数据来源: SCI 数据库( b) 数据来源: 中国知网文献数据库 结果表明，无论是国际还是国内，无卤阻燃剂在尼龙阻燃中的应用均较广泛。仅磷系、氮系、硅系 3 种无卤阻燃剂，在 SCI 数据库相关论文中的比例可以达到 65. 74% ，在中国知网数据库相关论文中的比例可以达到 43. 34% 。其中，含磷阻燃剂在尼龙无卤阻燃技术中的应用最多，与其他 2种阻燃剂复配使用的频率较高。目前，尼龙阻燃复配体系中，研究较为完善、应用范围最广的是磷 － 氮复配体系，国内外关于磷氮协效阻燃机理的研究也日益完善。

长玻纤 玻璃纤维（英文名为：glass fiber或fiberglass ）是一种性能优异的无机非金属材料，优点是绝缘性好、耐热性强、抗腐蚀性好，机械强度高，但缺点是性脆，耐磨性较差。玻璃纤维主要用途之一为复合材料的增强材料。长玻纤一般指长度超过10mm的玻纤。 长玻纤增强PP塑料 长玻纤增强PP塑料指含有玻璃纤维长度在10到25mm的改性PP复合材料，经过注塑等工艺形成玻璃纤维长度大于3.1mm的三维结构，英文为LongGlassFiberpolypropylene，简写为LGFPP。国内外有很多资料将长纤维增强热塑性塑料简称为LFT（即Long-fiberreinforcethermoplastic）。从材料定义看，LGFPP属于LFT的一种。 该材料不仅能有效地提高制品的刚性、抗冲击强度、抗蠕变性能和尺寸稳定性 长玻纤增强PP的粒子形态 一般为长度12毫米或25毫米，直径3毫米左右的柱状粒子。其中12mm左右长度的粒料主要用于注塑成型，而25mm左右长度的粒料主要用于压塑成型。在这种粒子中，玻璃纤维有着和粒子同样的长度，玻璃纤维的含量可以从20%到70%不等，粒子颜色可以根据客户要求进行配色 长玻纤增强PP制造工艺 有三种生产工艺：GMT、LFT-G、LFT-D

摘要：我国汽车产业已进入高速发展的阶段，汽车产量、销量都居世界首位。在汽车产业快速增长的带动下，以塑料为代表的非金属材料也得到了快速的发展。车用材料发展的一个主要方向就是轻量化，汽车自重每减少１０％，油耗可降低６％～８％。长纤维增强热塑性塑料（ＬＦＴ）是纤维增强聚合物领域中的一种新型高级轻量化材料，目前在汽车领域应用最多的是长玻纤复合材料（ＬＧＦＴ）和长碳纤复合材料（ＬＣＦＴ）。本文综述了近年来ＬＧＦ／ＰＰ材料在汽车部件中的应用，并对ＬＧＦ／ＰＰ材料在汽车领域中的应用前景进行了展望。 关键词：长玻纤；聚丙烯；汽车；轻量化 引言 近年来汽车轻量化技术的快速发展，汽车零部件使用更轻的非金属材料替代传统的金属材料取得了很大进展。 使用工程塑料或纤维增强复合塑料，不但能减轻整车的质量，还具有较高的综合性能，尤其在纤维增强复合材料中，短纤维增强产品已经成为一种普通材料被广泛应用。 长纤维增强材料较短纤维产品，玻纤的残留长度更长，可使用于力学性能要求更高的场合，其刚性虽比金属材料低些，但是通过注塑成型可以得到结构复杂、形状多变的汽车零部件。 1、汽车轻量化的发展现状 轻量化是汽车产业发展的必然趋势。汽车轻量化技术能够减轻汽车质量、降低油耗，是实现节能环保的主要措施之一。 当前世界一流汽车企业纷纷与原材料供应商合作组成产业联盟，研究纤维增强材料低成本技术，促进纤维复合材料的大规模应用。国际上已把塑料的用量作为衡量一个国家汽车工业水平的重要标志之一。 轻质、高强的长纤维增强热塑性材料（ＬＦＴ）已从小批量、少数的汽车零部件的生产扩展到大批量、多品种的汽车零部件生产，逐步成为制造汽车零部件的主流材料，尤其是在那些力学强度要求高的部件，如前端框架、吸能防撞保险杠、座椅骨架、车身底护板等。 另外，中国品牌汽车在发展中也存在一些问题，如研究与应用脱节、上下游脱节，未形成产业链，主机厂之间缺少合作，投入参差不齐，重复分散，难以实现技术突破和控制成本等。产业化进程与应用开发相对滞后，在产品质量和品种门类上与世界先进水平还有相当大的差距。 在吉利、奇瑞、长城等国产汽车中，９０％以上的ＬＦＴ零件原材料都从欧美、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。 2、ＬＧＦ／ＰＰ在汽车领域中的应用 碳纤维增强复合材料是近几年重点研究的课题之一，但是目前存在价格偏高、表面处理困难和难以回收等问题。另外，碳纤维增强功能件也存在与金属件连接困难等问题。从碳纤维生产角度来看，未来几年其成本降低的可能性仍然较小，碳纤维复合材料在汽车领域中使用仍然仅限于特定的场合。ＬＦＴ的力学性能与增强纤维的材料性能及所占比例有关，汽车用ＬＦＴ增强纤维通常为玻璃纤维，理论上玻璃纤维的质量分数在制品中可以达到１０％～８０％。 此外，ＬＧＦ／ＰＰ的力学性能还与增强纤维的长度有着密切的关系，ＬＧＦ／ＰＰ材料中玻纤的长度一般在３ｍｍ以上，与相类似的短纤维（纤维长度约小于１ｍｍ）增强ＰＰ材料相比，无论在强度、抗撞击性能、能量的吸收率等方面都得到了很大提高。 但在注塑过程中，玻纤容易浮于产品表面，限制了其在外观件上的应用。这些特性也为ＬＧＦ／ＰＰ在汽车结构件上的应用创造了条件，深受汽车行业的青睐。ＬＧＦ／ＰＰ具有轻质、高强的优点，易于制造和实现低成本，目前已成为汽车轻量化使用的首选聚合物基复合材料。 长纤维增强聚丙烯用于轿车的仪表板本体骨架、电池托架、前端模块、控电盒、座椅支撑架、备胎盘、挡泥板、底盘盖板、噪音隔板、后车门框架等。  2.1 软质仪表板骨架 对于软质仪表板骨架材料，采用ＬＧＦ／ＰＰ比常规填充ＰＰ材料强度更高、弯曲模量更高、流动性更好，在相同强度下，仪表板设计厚度可减薄，从而减轻质量，一般可减轻质量约２０％。 同时可将传统的多个部件仪表板组合件发展成为单个模块。大众公司已选用陶氏的ＬＧＦ／ＰＰ，生产Ｐｈａｅｔｏｎ美国版的仪表板支架，由于该材料在模拟撞击试验中，能量的吸收要比传统材料高５０％，因此可使乘坐在前排不系安全带的乘客免遭冲击伤害。 索纳塔９和新途胜的仪表板骨架选用了ＧＳＣａｌｔｅｘ的ＰＰ－２０％ ＬＧＦ材料，使仪表板的厚度从２．５～３．５ｍｍ减小到１．８～２．５ｍｍ，使仪表板的质量从３．５ｋｇ降至２．７ｋｇ；与ＰＰ／ＧＦ材料相比，韧性提高了１３０％，刚性提高了５０％，热变形温度提高了１０℃，并具有更好的耐热性。 2.2 保险杠前端模块 汽车前端模块通常是多个部件的总成。它将众多的组件集于一体，包括前向照明系统、散热器和冷却风扇、空调冷凝器、格栅口加固板、吸撞缓冲区、带有装饰面板的保险杠、车前盖锁闭系统、雨刷喷水瓶，以及各种电子组件和线路布置等，前端模块已用于紧凑型和中型汽车。 近年来很多大型轿车也使用了前端模块，它们能为汽车制造商带来许多便利。大众第７代高尔夫前端支架采用巴斯夫的ＬＧＦ／ＰＰ，这样就不需要金属支撑物，从而大大减轻了部件质量，缩短了装配时间和降低了成本。 通过外购一个完整的前端，一家ＯＥＭ 制造商不仅可以免去组装生产线上大量的组装操作工序，以及与众多供应商的联系，而且降低了模具成本。由于前端模块的基础结构在一定程度上实现了标准化，因此允许在销往众多不同地区的多种车型上采用通用设计，从而实现成本的降低。 2.3 车门模块 现代索纳塔在汽车塑料车门部件上，使用ＳＴＡＭＡＸ３０％ＬＧＦ／ＰＰ材料取代４个车门中的钢板，使总车质量减轻约２ｋｇ，同时促进了车门的模块化发展，将２１个组件集成到１个注射成型的部件中，将５个装配流程简化到１个，从而降低了汽车整体的装配成本。在新福特Ｆｉｅｓｔａ车型前门模块中，集成了多种功能元件，如门锁、车门玻璃升降器、扬声器、防盗装置等。 2.4其它结构 散热风扇 散热风扇用于降低发动机引擎的温度，其形状复杂，要求材料具有较高的耐热性和优异的加工性能，通常采用长玻纤增强尼龙材料。 ＬＧＦ／ＰＰ具有优异的加工性能，且耐热性可以满足工作环境需要；与尼龙材料相比，可使制品的质量减轻２０％左右。在散热风扇部件上得到了推广使用。换挡机构 换挡机构目前主要采用金属材料和短纤维尼龙材料，国外少数车型换挡机构骨架已尝试采用ＬＧＦ／ＰＰ替代短玻纤尼龙材料。 尼龙材料容易吸水，成品件吸水率一般在０．７％以上。在高温高湿环境下，存在着失效的风险。若改为不易吸水的ＬＧＦ／ＰＰ，则可避免此类问题的发生，同时采用长玻纤增强ＰＰ材料，可起到减轻质量、降低成本等作用。 空调风叶ＬＧＦ／ＰＰ具有优异的尺寸稳定性，用其制造的空调轴流离心风叶，不仅外观得到了改善，耐热性能也得到了提高，而且还降低了制品的生产成本。电子油门踏板电子油门踏板臂需要承受较大的力，因此，选用材料要求较好的韧性，以及材料的高低温变化性小。 目前电子油门踏板臂以玻纤增强尼龙材料为主。泰科纳材料商成功将ＬＧＦ／ＰＰ用于电子油门踏板上，具有低气味和高强度的良好性能，提高了车内空气质量。 另外，ＬＧＦ／ＰＰ可用于座椅靠背，替代传统钢材骨架，可减轻质量2０％，还具有优异的设计自由度和力学性能，扩大了乘坐空间等优点。 3、ＬＧＦ／ＰＰ在汽车领域中的应用前景 随着越来越多的ＬＧＦ／ＰＰ用于汽车零部件，这对汽车业界而言，无论是降低生产成...

汽车保险杠的轻量化主要有三种途径：材料轻量化、结构优化设计以及制造工艺创新。材料轻量化一般指的是在一定条件下用密度比较低的材料替代原来的材料，比如以塑代钢；保险杠轻量化的结构优化设计主要有薄壁化技术；制造新工艺有微发泡材料以及气辅成型等新技术。 塑料保险杠材料选材 塑料因为有质量轻、使用性能良好、制造简单、耐腐蚀、耐冲击、设计自由度比较大等特点，被广泛应用于汽车工业上，而且在汽车材料中所占比例越来越大。一辆汽车上塑料用量的多少已经成为衡量一个国家汽车工业发展水平的一个标准之一 。目前发达国家生产一辆汽车所用塑料已经达到200kg，大约占整车质量的 20%左右。 塑料在我国汽车工业中应用比较晚，在经济型轿车中塑料用量仅有 50~60kg，中高级轿车有 60~80kg，部分汽车能够达到 100kg，我国在生产制造中型载货汽车时，每辆汽车约用 50kg 的塑料。每一辆汽车的塑料用量仅占汽车重量的 5%~10%。 保险杠的材料通常有以下要求：良好的抗冲击能力、良好的耐候性。良好的油漆附着能力、良好的流动性、良好的加工性能、价格低廉 。 据此，PP类材料无疑是性价比最优的选择。PP 材料是一种性能比较优良的通用塑料，但 PP 本身的低温性能和抗冲击能力比较差，不耐磨，易老化并且尺寸稳定性也比较差，因此通常用改性 PP 做汽车保险杠生产材料。目前聚丙烯汽车保险杠专用料通常以 PP 为主材料，并加入一定比例的橡胶或弹性体、无机填料、色母粒、助剂等材料经过混炼加工而成。 保险杠薄壁化带来的问题及解决措施 保险杠薄壁化容易引起翘曲变形，翘曲变形是内应力释放的结果。薄壁化保险杠在注射成型的各个阶段中都会由于多种原因产生内应力。 一般主要包括取向应力、热应力以及脱模应力。取向应力是熔体中的纤维、大分子链或链段沿着一定的方向取向，松弛不足而引起的内引力。取向度与产品的厚度、熔体温度、模具温度、注射压力、保压时间有关。厚度越大，取向度越低；熔体温度越高，取向度越低；模具温度越高，取向度越低；注射压力越高，取向度越高；保压时间越长，取向度越大。 热应力是是由于熔体的温度较高而模具温度较低而形成较大的温差，在靠近模具腔体区域熔体的冷却速度较快而产生分布不均匀的机械内应力。 脱模应力主要由于模具的强度和刚度不足，在注射压力和顶出力的作用下产生弹性变形以及顶出杆分布排列不合理时使产品顶出时受力不均匀而产生的。 保险杠薄壁化还会有脱模困难的问题，由于壁厚表较小且有较小的收缩量，使得产品紧紧的粘�

长纤维的独特性 长纤维复合材料 –挤拉制造方法      –长纤维在整个颗粒中是单向的和连续的          ·颗粒长度=纤维长度          ·颗粒切成12mm，便于处理/加工          · 处理后的纤维长度3-4mm     –更高的光纤纵横比可带来更强大的性能 短纤维颗粒 切碎的纤维和塑料熔体在混合挤出机中混合       ·随机纤维取向        ·后处理平均光纤长度小于1mm