LFT-D发展概况及应用实例

1　概　述

1.1　简介

　　LFT-D是英文Long．Fiber Reinforce Thermoplastic In Direct Processing的缩写，中文可译为长纤维增强热塑性塑料直接成型技术。

       1.2　工艺特点

　　相较于GMT和LFT-G这两种依赖于半成品板材或粒料的生产工艺，LFT-D技术则是直接利用聚合物母粒和玻璃纤维进行日常生产，省去了制板或造粒的中间过程，降本的同时使得制品在原材料的选择上更为便捷和实用。

　　聚合物粒料可根据产品需求及生产中发生的不良状况进行快速调整和转换，增强所用纤维可依照机械性能需要改变配方含量和长度，对于整车厂提出的某些特殊物理性能和某些特殊特性，如热稳定性、阻燃性、耐热老化性、着色性、耐吸水性等，则可通过直接在线添加其他改性助剂改善最终制品性能。针对不同需求的产品，LFT-D生产工艺将获得其独一无二的材料配方，且能适应绝大多数制件的性能要求。

       1.3　工艺过程

　　LFT-D典型的工艺过程是聚合物粒料和助剂被输送到计量与供料单元中，该单元根据初始程序设定确保按设计的比例供料。按比例计量的原料进入双螺杆挤出机进行塑化、混合，其熔融聚合物通过一个薄膜模头形成类似瀑布的聚合物薄膜，直接进入双螺杆挤出机的开口处。玻璃纤维则通过特别设计的纱架，经过预热、分散等程序被引入到聚合物薄膜的上方，与薄膜汇合一同进入到第二级双螺杆挤出机中，进行玻璃纤维浸渍、切割、混合，形成连续料块，由双螺杆玻纤塑料混合挤出机前端的切割刀具切割成符合制品成型面积的料块，传送带传送之适当位置，然后送入模具中低温成型，整个过程一般为30～50秒，相较于GMT成型具有极大的加工成本优势。见图1。

2　LFT-D特点及优势

2.1　性能特点

　　(1)轻质高强。LFT的密度为1.1g／cm3左右，仅为钢材的1／5～1／7，拉伸强度50～120MPa，弯曲强度90～120 MPa；
　　(2)热性能。一般塑料的使用温度为50～100℃，使用玻璃纤维增强后，可提高到100℃以上，一些特殊的LFT使用温度甚至可提高到200℃以上；线膨胀系数比未增强的塑料低25％～50％，导热系数为0.3～0.36W／(m·K)，与热固性复合材料十分相近；
　　(3)耐化学腐蚀性。该特性主要由基体材料的性能决定，热塑性树脂的种类很多，每种树脂都有自己的防腐特点，因此，可以根据LFT的使用环境和介质条件，对基体树脂进行优选；
　　(4)良好的介电性能。LFT不反射无线电波，透过微波性能良好。在LFT中加入导电材料可改善其导电性能，防止产生静电。
　　作为与GMT同期竞争的新的工艺技术，LFT-D制品在很大程度可媲美GMT所带来的极佳应用性能。

表1为某GMT板材和LFT制品的物理性能对照表，从两者的性能对比可以看出两种复合材料的物理性能各有优劣之处，GMT制品的主要优势在于其优异的耐冲击性能，LFT-D制品的优势则在于制品具有较好的韧性，同时可用较低成本实现满足实际市场需求的优异性能。
　　目前已有研究表明，在原料聚合物母粒中适当加入补强编织物，可使LFT制品机械性能显著提高，尤其是悬臂梁冲击强度。