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热塑性复合材料的加工技术现状、应用及发展趋势 摘要：热塑性复合材料 （FRT）具有密度低、强度高、加工快、可回收等突出特点，属 于高性能、低成本、绿色环保的新型复合材料，已部分替代价格昂贵的工程塑料、热固 性复合材料 (FRP)以及轻质金属材料 （铝镁合金），在飞机、汽车、火车、医疗、体育 等方面有广阔应用前景。本文概述了热塑性复合材料 (FRT)的种类、结构和性能特点， 并详细介绍了国内外必威体育精装版加工技术、应用及发展趋势，以及未来面临的障碍和挑战。 复合材料(Composite Material)分为两种主要类型：热固性 （聚合物树脂基）复合 材料 （FRP)和热塑性 （聚合物树脂基）复合材料(FRT)，其中，FRT(如 GFRT 和 CFRT, Fiber 3 Weight%:40-85w ｔ%)具有密度低 （1.1-1.6g/cm ）、强度高、抗冲击好、抗疲劳好、可回 收、加工成型快、造价低等突出特点，属于高性能、低成本、绿色环保的新型复合材料。 通过选择原材料 (纤维和树脂基体)的种类、配比、加工成型方法、纤维(GF,CF)含量和 纤维(单丝和编织物)铺层方式进行多组份、多相态、多尺度的宏观与 （亚）微观的复合过程 （含物理过程和化学过程）可以制备 FRT，并根据要求进行复合材料结构与性能的设计和制 造，达到不同物理、化学、机械力学和特殊的功能，最终使各种制品具有设计自由度大、尺 寸稳定、翘曲度低、抗疲劳、耐蠕变等显著优点，部分替代价格昂贵的工程塑料、非环保 F RP 和轻质金属材料 （如铝镁合金）。目前，FRT 广泛应用在电子、电器、飞机、汽车、火车、 能源、船舶、医疗器械、体育运动器材、建筑、军工等工业产品，近年，更随着全球各国对 节能减排、环保、可再生循环使用等要求的不断提高，FRT 获得更快速发展，相关新材料、 新技术、新设备不断涌现。 基本种类 根据制品中的最大纤维保留尺寸大小，FRP(GFRT 和 CFRT)可分为：(1)非连续纤维增强 热塑性复合材料(N-CFT)，包括短切纤维增强工程塑料(SFT，最大纤维保留尺寸 0.2-0.6mm)； (2)长纤维增强热塑性复合材料(LFT-G，LFT-D，最大纤维保留尺寸 5-20mm)；(3)连续纤维 增强热塑性复合材料 (Continuous Fiber Reinforced Thermoplastics, CFT，最大纤维保留 尺寸20mm;包括：玻纤毡增强型热塑性复合材料 GMT)。 传统成型工艺——注塑及模压,可以实现 N-CFT 非结构件或半结构部件的制造 （如汽车 工程塑料部件），尽管与 CFT 相比，机械力学性能相差较大，但是能够满足一般民用工业产 品的性价比使用要求，因此市场容量巨大，发展速度快，制造技术与应用相对成熟。美国 R TP、美国泰科纳 （Ticona）、日本川畸(Kawasaki)、沙伯基础工业 (Sabic)等国外公司己经 实现 LFT 碳纤维复合材料工业化生产，并应用在需求高强度、轻量化的汽车非结构零部件， 用以替代部分铝合金材料零部件，同时还具有导电、导热、耐磨、电磁屏蔽等特殊功能,这 也已成为国内外改性塑料公司争先开发与应用的新领域。2012 年北京纳盛通公司 (NST)采用 自主创新的专利技术在国内实现LFT 碳纤维复合材料 （粒材）的产业化生产，并应用在风电 叶片、LED 显示模块支架、电动汽车轮毂等产品中。 CFT(主要包括 GFRT 和 CFRT)是一种具有更高性能的轻量化新材料，也是近年来新技术发 展最快的复合材料之一，可分为四种类型：1)连续单丝纤维单向排列的 CFT （又称单向连续 纤维增强热塑性复合材料预浸带）。美国欧文斯科宁(OCV)公司开发的连续单丝玻纤增强热 塑性浸淆 PP 带，可用于制备热塑性复合输送管道和模压厚度可控的热塑性片材或型材，具 有突出的机械力学性能和加工成形性；2)玻璃纤维毡增强热塑性复合材料(GMT)。天津工业 大学董卫国发明了更轻质的针刺玻纤毡增强 PP 热塑性复合材料(S-GMT)，通过不同长纤维尺 寸(15-25mm)的短切针刺毡作为纤维缠绕骨架结构来实现增强作用；3)连续纤维编织布增强 热塑性复合材料(2D-CFT)，包括前浸溃和后浸渍、原应聚合浸渍、混合纤维纱浸渍等各种先 进浸渍工艺技术与复合制备方法，提高了两相界面结合强度与力学性能；4)多角度、多相复 合结构的连续纤维编织布增强热塑性复合材料 (3D-CFT)，包括编织物