連續(xù)纖維增強(qiáng)熱塑復(fù)合材料研發(fā)及應(yīng)用

蔡福泉

（安徽旭升新材料有限公司，安徽 蕪湖 241000）

連續(xù)纖維增強(qiáng)熱塑復(fù)合材料研發(fā)及應(yīng)用

蔡福泉

（安徽旭升新材料有限公司，安徽 蕪湖 241000）

介紹了熱塑性樹脂連續(xù)纖維復(fù)合材料（CFRT）的模壓工藝和注塑工藝，以及CFRT產(chǎn)品最新應(yīng)用領(lǐng)域，并對(duì)CFRT與GMT的工藝進(jìn)行了分析比較。產(chǎn)品研發(fā)和產(chǎn)業(yè)開發(fā)結(jié)果表明：玻纖質(zhì)量分?jǐn)?shù)為63%時(shí)，其CFRT拉伸強(qiáng)度515 MPa，拉伸模量25.9 GPa，彎曲強(qiáng)度380 MPa，彎曲模量22.7 GPa，比GMT分別提高了24%、19%、21%和17%；成功或正在開發(fā)CFRT板材，“三明治”夾層結(jié)構(gòu)石油管道、集裝箱體、勞動(dòng)防護(hù)鞋包頭等產(chǎn)品和應(yīng)用市場(chǎng)。最后指出CFRT技術(shù)目前存在的問題，今后研發(fā)方向以及產(chǎn)業(yè)化發(fā)展趨勢(shì)。

連續(xù)纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料；研發(fā)；應(yīng)用

0 引言

CFRT是近期發(fā)展起來的一種連續(xù)纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料（Continuous Fiber Reinforced Thermoplastic）。該材料發(fā)展歷經(jīng)了3 個(gè)階段：

第1階段采用短纖維（0.2～0.4 mm）增強(qiáng)，即SFT（Short Fiber Reinforced Thermoplastic），制品強(qiáng)度較差，難以滿足結(jié)構(gòu)材料的性能要求。

第2階段改為中長(zhǎng)纖維（3～50 mm）增強(qiáng)，即LFT（Long Fiber Reinforced Thermoplastic），制品強(qiáng)度有所增強(qiáng)，但韌性差和粒料難以控制。

第3階段采用連續(xù)纖維增強(qiáng)的方式，即CFRT（Continuous Fiber Reinforced Thermoplastic），可大幅度提高復(fù)合材料的力學(xué)性能和耐疲勞性能。

CFRT具備以下特點(diǎn)：

① 強(qiáng)度高，抗沖擊強(qiáng)，力學(xué)性能高；

② 耐溫抗?jié)穹奖汩L(zhǎng)期儲(chǔ)存；

③ 易加工成型，生產(chǎn)效率高；

④ 可以回收重復(fù)利用6 次，對(duì)壞境友好；

⑤ 基料易選擇，PA、PP、PE、PC等材料均適用。

CFRT越來越受到人們的關(guān)注，并成為復(fù)合材料領(lǐng)域的研究開發(fā)的熱點(diǎn)，究其原因是：

在近代復(fù)合材料發(fā)展史上，人們重點(diǎn)關(guān)注那些在未來15～25 年內(nèi)性能有重大改進(jìn)的材料（模量提升20%～25%），而“單一材料”不大可能取得這樣大的改進(jìn)。……