Полипропиленовый пластик, армированный длинными стекловолокнами, представляет собой модифицированный полипропиленовый композитный материал с длиной стекловолокна 10-25 мм, который формируется в трехмерную структуру путем литья под давлением и других процессов, сокращенно обозначается как LGFPP. Благодаря своим превосходным комплексным характеристикам, полипропилен, армированный длинными стекловолокнами, все шире используется в автомобильной промышленности.
Характеристики и преимущества полипропилена, армированного длинными стекловолокнами.
- Хорошая стабильность размеров
- Отличная устойчивость к усталости
- Незначительное снижение производительности
- Небольшая анизотропия, низкая деформация коробления
- Превосходные механические свойства, особенно ударопрочность.
- Обладает хорошей текучестью, подходит для обработки тонкостенных изделий.
Полипропилен, армированный стекловолокном длиной 10–25 мм (LGFPP), обладает большей прочностью, жесткостью, ударной вязкостью, стабильностью размеров и меньшей деформацией по сравнению с обычным полипропиленом, армированным коротким стекловолокном (GFPP) длиной 4–7 мм. Кроме того, полипропилен, армированный длинным стекловолокном, не подвержен значительной ползучести даже при высокой температуре 100 ℃ и обладает лучшей устойчивостью к ползучести, чем полипропилен, армированный коротким стекловолокном.
В изделиях, полученных методом литья под давлением, длинные стекловолокна располагаются в шахматном порядке, образуя трехмерную сетчатую структуру. Даже после обжига полипропиленовой подложки сеть длинных стекловолокон продолжает формировать стекловолоконный каркас с определенной прочностью, в то время как короткие стекловолокна, как правило, после обжига становятся непрочными. Это происходит главным образом потому, что эффект упрочнения определяется соотношением длины и диаметра армирующего волокна. Наполнители и короткие стекловолокна с критическим соотношением длины к диаметру менее 100 не обладают упрочняющим действием, в то время как длинные стекловолокна с критическим соотношением длины к диаметру более 100 играют упрочняющую роль.
По сравнению с металлическими материалами и термореактивными композитными материалами, длинноволокнистый пластик обладает низкой плотностью, и вес той же детали может быть уменьшен на 20–50%. Длинноволокнистый пластик предоставляет конструкторам большую гибкость в проектировании, например, позволяет создавать сложные формы, пригодные для формования. Использование большого количества компонентов и цельных деталей позволяет сэкономить на стоимости пресс-форм (как правило, стоимость пресс-форм для литья под давлением из длинноволокнистого пластика составляет около 20% от стоимости пресс-форм для штамповки металла) и снизить энергопотребление (энергопотребление при производстве изделий из длинноволокнистого пластика составляет всего 60–80% от энергопотребления изделий из стали и 35–50% от алюминиевых изделий), упрощая процесс сборки.
Применение полипропилена, армированного длинными стекловолокнами, в автомобильных деталях.
Полипропилен, армированный длинными волокнами, используется в каркасе приборной панели автомобиля, кронштейне аккумулятора, переднем модуле, блоке управления, каркасе сиденья, запасном колесе, брызговике, кожухе шасси, шумозащитном барьере, раме задней двери и т. д.
Передний модуль: В автомобильных передних модулях используется материал LGFPP (содержание LGF 30%), позволяющий объединить более 10 традиционных металлических деталей, таких как радиаторы, динамики, конденсаторы и кронштейны, в единое целое; он обладает большей коррозионной стойкостью, чем металлические детали. Плотность низкая, вес снижен примерно на 30%, и он обладает большей свободой проектирования. Его можно перерабатывать напрямую без сортировки и обработки; это снижает производственные затраты и имеет очевидные преимущества в плане снижения стоимости.
Каркас приборной панели: Для изготовления каркаса приборной панели из мягких материалов используется LGFPP, обладающий более высокой прочностью, более высоким модулем изгиба и лучшей текучестью, чем наполненные полипропиленовые материалы. При одинаковой прочности толщина конструкции приборной панели может быть уменьшена для снижения веса, что в целом приводит к снижению веса примерно на 20%. В то же время, традиционный многокомпонентный кронштейн приборной панели может быть преобразован в единый модуль. Кроме того, материал корпуса переднего воздуховода системы размораживания и средней рамы приборной панели, как правило, тот же, что и у основной рамы приборной панели, что еще больше повышает эффект снижения веса.
Спинка сиденья: она может заменить традиционный стальной каркас, обеспечивая снижение веса на 20%, обладает превосходной свободой проектирования и механическими характеристиками, а также такими особенностями, как увеличенное пространство для сидения.
Значение применения полипропилена, армированного длинными стекловолокнами, в автомобильной промышленности.
С точки зрения замещения материалов, изделия из полипропилена, армированного длинными стекловолокнами, позволяют одновременно снизить вес и стоимость. В прошлом материалы, армированные короткими стекловолокнами, заменяли металлические материалы. В последние годы, с развитием и применением легких материалов, полипропилен, армированный длинными стекловолокнами, постепенно заменяет пластики, армированные короткими стекловолокнами, во все большем количестве автомобильных деталей, что способствует дальнейшему развитию исследований и применению материалов LGFPP в автомобилестроении.
Дата публикации: 13 сентября 2021 г.
