塑料增强材料
增强材料就象树木中的纤维,混凝土中的钢筋一样,是复合材料的重要组成部分,并起到非常重要的作用。例如在纤维增强复合材料中,纤维是承受载荷的组元,纤维的力学性能决定了复合材料的性能。复合材料中的增强材料就其形态而言,主要有纤维及其织物、晶须和颗粒。就其组成的性质而言又可分为有机增强材料、金属增强材料和无机非金属增强材料。
根据上述的复合材料强度与模量的混合法则,为了使得复合材料既轻又强、既轻又不易变形(即比强度和比模量高),增强材料的比强度和比模量就非常重要。因此首先考虑的是高强度的晶须和纤维。但晶须和纤维,特别是晶须的价格昂贵,在一些民用领域,尤其是要求专门性能如耐磨损性能的部件中,一般选用价廉物美的颗粒作为增强材料。在增强材料的性质上考虑,由于有机高分子材料和无机非金属材料的密度低。
分类:
滑石粉
塑胶中滑石粉的作用:在塑料中,可增加塑料的体积,降低产品成本,提高塑料的尺寸稳定性及塑料的硬度和刚性,改善塑料的耐热性,改进塑料的散光性.
玻璃纤维
玻纤能够添加在多种树脂中,如PP、PA和PET/PBT等。据估计,汽车引擎内部和冷却系统的应用至少占据了增强塑料的1/2。另一个玻纤增强热塑性塑料的应用领域是电子电气行业,如连接件、电器外壳和电动工具等。建筑领域是玻纤增强热塑性塑料的新应用领域,如活动房等。在风能市场,玻纤增强热固性塑料的应用逐渐增长。研究表明,在此领域也开始使用玻纤增强热塑性塑料。
天然纤维
包括亚麻、大麻、黄麻、剑麻和洋麻等材料在20世纪90年代开始应用于热塑性塑料中。第二代的木纤维主要用在木塑复合材料的挤出成型中,而第二代的天然纤维主要用于注射成型复合材料。
混合了天然纤维的复合材料可能会出现易碎、喂料困难、高含湿量以及挤出效率较低等问题,终端应用的制品可能会出现热稳定性差和吸水等问题,从而使制品无法应用在高温和潮湿的环境中。这些问题的克服都需要人们找到更加合理的加工方式。
芳纶纤维
芳纶纤维最初是用在高温工程塑料中,如PA、PBT、PC或SEBS等,主要应用领域包括汽车和电子电气。芳纶纤维的主要用途是提高复合材料的耐磨损性能,因此可用于衬套、轴承和齿轮上。芳纶纤维增强的复合材料重量较轻,因此特别适用于汽车和电子电气等领域。Twaron公司最近推出了PET和PU基芳纶纤维复合材料。
碳纤维
碳纤维最初多应用于热固性塑料中,如航空航天领域,现在碳纤维也添加到热塑性塑料中。对于热塑性塑料,人们主要利用碳纤维的导电性和强度。目前碳纤维的供应比较紧张,但是碳纤维供应商,如Hexcel、Toray和Cytec已经宣布要扩充产能。碳纤维的短缺也促使设计者采用其他技术,如纳米材料、玻纤、芳纶纤维以及不锈钢纤维等
纳米材料
PolyOne公司使用纳米黏土制成了复合材料,其韧性和硬度比传统的矿物填料复合材料高,而重量却比玻纤复合材料轻。纳米复合材料可用于生产汽车内饰件和外饰件、空气调节系统、成套设备以及一些工业零配件。在这些应用中,纳米复合材料完全不逊于玻纤增强塑料。GE塑料公司的HMD技术(高模量)采用非黏土纳米材料增强了复合材料的模量,同时降低了CTE系数(热膨胀系数)。这种材料重量较轻,可用于注射成型汽车部件。
在增强塑料中,碳纳米管(CNT)材料的应用逐渐多了起来。碳纳米管是一种导电石墨中空管,其尺寸比碳纤维小数千倍,能够使材料在较低的添加量下获得较高的增强性能。RTP公司的碳纳米管具有更均一的表面传导性能。经碳纳米管增强的复合材料可在低温条件下进行薄壁成型,从而减轻制品的重量。