热塑性树脂基复合材料的制造工艺及其特性

用玻璃纤维增强热塑性树脂，提高了力学性能和热变形温度，降低了线胀系数，提高了耐疲劳和抗蠕变性能，同时改善了电性能。苏州挪恩复合材料有限公司对比了尼龙66、聚苯乙烯、聚碳酸酯、苯乙烯-丙烯腈共聚物增强前后的性能，从实验结果看各方面性能都有显著提高。

（碳纤维复合材料汽车板簧）

目前已有多种热塑性树脂用来作复合材料的基体，研制成功的热塑性复合材料有纤维增强尼龙、聚丙烯、聚乙烯、聚碳酸酯和聚氯乙烯等，一般应用在要求轻质、高强度、耐腐蚀的机械零件中，如航空机械、机车车辆、汽车、纺织机械、造船、建筑和电气等领域。用碳纤维等高级增强材料代替玻璃纤维，可得到各种性能更好的复合材料，如结构材料、耐冲击材料、耐磨、阻尼减振材料等。

这种材料的优点还和热塑性塑料一样具有重复使用性和二次加工性，其废旧制品和加工中的边脚料经过适当处理可以循环利用，该材料的制品可以采用熔融焊接方法连接，采用高温高压成型和冷却成型，工艺周期较短、能耗低、生产效率高，热塑性复合材料原料来源充足，价格低廉，易加工，热塑性复合材料半成品（粒、片料）几乎没有贮存期限制。

热塑性树脂基复合材料工艺特性与热塑性树脂基基本相似，添加纤维增强材料后，其工艺性能略有变化，这与树脂自身结构有密切的联系。热塑性树脂基在成型加工过程中在剪切速率、温度、压力下变为粘流态，其流变性是决定树脂体系加工性能的主要标志。

纤维含量、纤维长度、纤维取向对成型工艺也会造成影响。苏州挪恩复合材料有限公司实验人员分析了实验测试数据，发现随着纤维含量的增加，树脂的粘度增加，流动性降低。在热塑性复合材料中，玻璃纤维含量一般在20%-40%（质量分数），既有显著增强效果，又能保证制品成型。过多的纤维含量会使纤维磨损严重，增强性能降低，物料成型性恶化，且对设备磨损加剧。

纤维含量相同时，纤维越短物料流动性越好，但不宜过短，以免影响增强效果。在注射成型中由于流体内摩擦造成流体内各层之间的剪切，流体在流道中流动时各层速度是不同的，在型腔表面流速为零，在型腔中央流速最大，靠近型腔表面的纤维排列方向与流动方向大致相同，面在中央的纤维方向呈无序排列。

针对纤维上述的含量、长度、取向特点，苏州挪恩复合材料有限公司相关人员指出：在玻璃纤维含量较高时，为能够成型制品，必须提高料筒的温度和注射压力；纤维长度不宜过短，在成型过程中长度变短，当物料在螺杆料筒中混炼通过喷嘴及流道时纤维被折断导致平均长度变短，影响物料粘度；纤维排列方向性与制品的壁厚有明显关系，制品越薄纤维排列方向越明显。