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科技成果——长纤维增强热塑性复合材料

技术开发单位北京大学

成果简介

长纤维（玻璃纤维、碳纤维等）增强热塑性复合材料（LongFiber

reinforcedThermoplastics，LFT）是20世纪90年代逐渐发展起来的一

种新型纤维增强树脂基复合材料，具有高强度、高刚性、高尺寸稳定

性、耐高温、低吸水率、低翘曲度、使用寿命长、高低温抗耐蠕变性

能优良、可回收再利用等显著特点，可以弥补常规短纤维增强热塑性

塑料（SGRT）的许多不足和缺点。该新材料在汽车、电子、家电、通

讯、机械、化工、军工、体育器材、医疗器械等领域具有广泛应用，

市场发展潜力巨大。

应用范围

（1）汽车行业

保险杠、车门板/自锁刹车系统、小轴和齿轮零件/汽车行李架与

缓冲器/汽车蓄电池外壳/铁铝浇注件/轿车座椅骨架、仪表板、汽车椅

背、换档器底座等。

（2）机电行业

导流管扇叶和电机过滤器罩、风叶/同轴气缸离合器辅助件/高承

载力、高扬程潜水电机、水泵/止推轴承、导轴承/机车导轨、真空泵、

压缩机转子等。

（3）通讯、电子、电器行业

高精度接插件、点火器零组件、线圈轴、继电器基座/微波炉变

压器线圈架、框架/电气联结器、继电器、电磁阀封装件/扫描仪组件

等。打印机壳体、软盘传动系统、传真机壳体、风扇叶片、低压电器

壳与内支架、电器开关壳、电脑外内支架壳体、电视机调谐器、电视

机后盖、洗衣机内桶、烤面包箱底板、电热锅、电安斗把手等。

（4）化工防腐及医疗器械上的应用

化工防腐设备、贮罐、管道、电镀槽部件、防腐地板、门窗构件、

印染板架框、医疗器械非金属结构件等。

（5）建筑工程上应用

LFT在建筑工程上主要用来制作建筑模版、装饰板、保温隔热件、

隔音板等材料，大多采用GMT板状材料，用模压、真空模压成型等

方法，主要使用材料为玻璃纤维（GF）增强工程塑料，比如GF/PP、

GF/PVC、GF/PV、GF/PE等。

近几年来，作为混凝土增强用热塑性复合材料棒材发展很快，这

类材料大多用拉挤、拉挤＋模压（根压）、拉挤＋缠绕等成形办法。

这种LFT棒状筋材起步晚于GFRP，但发展速度很快，因为它具备一

些GFRP所不具备特性，如韧性高，拉挤速度高，其应用例如：可能

要使用防冻盐的混凝土结构（如桥梁面板）；建于海中或海边的混凝

土建筑和构筑物：堤岸、挡土墙、防波堤、灯塔等；用于腐蚀环境的

混凝土建筑结构，如污水处理厂；特殊要求的电磁、中性医疗（如核

磁共振室）或军事工程结构。

（6）一些特殊领域的应用

在文体用品方面：如制作一些乐器盒、高尔夫球杆等。

食品、医疗卫生设备：此类产品要保证无毒，对人体健康无害，

通常不含增塑剂，对人体无毒、无害的塑料，如pp、PE等，而且GF

增强材料浸润剂也要去掉一些组分，代之适宜于接触食品的组分。另

一类是PTFE类。这一类由磨损纤维增强，也有GF织物与PTFE复合，

这类制品表面光滑，机械强度高，耐水，耐油，耐磨，耐化学侵蚀，

主要应用于炊饮设备、器具、医疗卫生设备等。

具有轻质高强要求的过滤领域：采用GF增强模拟发泡双重复合

材料（被覆型）。塑料基材主要采用pp、PA、PC、PET或聚苯硫隧、

聚自迷自同等性能优越塑料。

电磁屏蔽材料：采用一种玻纤增强pp特殊复合材料，制作要求

具有电磁屏蔽功效的电脑、电子装置和科学仪器外壳。这种特殊复合

材料采用玻纤/铜丝为芯纱，外缠包pp纤维形成一种包芯纱，进行针

织成为纬编针织物，然后进行模压成为具有电磁屏蔽功效的复合材料

制品。

特种安全鞋鞋头及具有保健作用的鞋用材料：这类材料系用碳纤

维（CF）、玻璃纤维、芳纶等长纤维增强的LFT粒料，这类材料具有

强度高、韧性好、重量轻、强度重量比高、耐化学腐蚀性好、材料可

回收利用符合环保要求、制品生产效率高等特点，所以欧美用其制作

安全鞋头，其重量仅为传统钢质的40%，且穿着不易疲劳，有抗静电

功能，不易变形，可满足特殊工作场合需求。另外，用其可制作足球

鞋和皮鞋内底，使其具有一定保健作用，抗静电，穿着不易疲劳，内

底刚性高，可弯曲性好，一般尖物不易穿透它，不易产生脚气和脚臭。

如英国用这种LFT制作满足欧洲安全鞋头抗冲击性能要求的鞋头，这

种鞋头重量仅80g，比钢制轻5