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长玻纤与短玻纤改性尼龙的性能及应用优势对比

来源: 时间:2022-06-07 次数:

从普通消费品到耐用消费品,塑料在日常生活中无处不在。为了提高塑料的强度,热塑性材料通常通过玻纤或者碳纤维增强。面对高载荷下以及高温低温工况下的冲击应力,普通短玻纤材料往往无法匹配,在这种情况下,聚合物开始软化或变脆,长玻纤增强聚合物应运而生。

  从普通消费品到耐用消费品,塑料在日常生活中无处不在。为了提高塑料的强度,热塑性材料通常通过玻纤或者碳纤维增强。面对高载荷下以及高温低温工况下的冲击应力,普通短玻纤材料往往无法匹配,在这种情况下,聚合物开始软化或变脆,长玻纤增强聚合物应运而生。(上图左为短玻纤,右为长玻纤)

  长玻纤改性PP材料的生产工艺并不复杂,市面上也有很多的材料厂商有能力实现。

  然而长玻纤改性尼龙的技术含量非常之高,即使在全球范围内,也屈指可数。

  那么长玻纤与短玻纤的尺寸差异以及应用优势是什么呢?

  尺寸差异

  普通玻纤的尼龙粒子:

  大小尺寸约为3-4mm,长宽比50-250

  长玻纤的尼龙粒子:

  大小尺寸约为10-12mm,长宽比>400

  另外,两种粒子中玻纤的分布也不同。

  基础刚性更优

  如上图,PA GF 50 natural (2916)是一款基于PA66合金的50%短玻纤材料,PA LGF 50 natural (5504)是对应的50%长玻纤材料,从物性的对比上可以看到刚性,强度,模量都有了一定的提升,尤其是缺口冲击性能得到了质的飞跃。

  力学性能更好

  如上图,在高温150℃,5000个小时的热老化后,长玻纤材料的拉伸强度从290Mpa下降到了210Mpa,而短玻纤的拉伸强度从260Mpa下降到了125Mpa,长玻纤的刚性保持率要优于短玻纤,长玻纤抵抗热老化的能力更强。

  更低蠕变

  影响蠕变性能的因素有时间,温度和载荷,在120℃,40Mpa载荷下,长玻纤的蠕变明显优于短玻纤。这对于有长期静态承压的零件来说,至关重要,当短玻纤无法满足要求的时候,可以尝试长玻纤。

  抗冲击

  如上图,在高温150℃,5000个小时的热老化后,长玻纤材料的拉伸强度从290Mpa下降到了210Mpa,而短玻纤的拉伸强度从260Mpa下降到了125Mpa,长玻纤的刚性保持率要优于短玻纤,长玻纤抵抗热老化的能力更强。

  各向异性收缩少

  收缩率对零件的尺寸至关重要,短玻纤材料的横向收缩率要远高于纵向收缩率,各向异性比较严重,导致零件的尺寸难以控制,收缩明显。而长玻纤材料的横向和纵向收缩率非常接近,显示出各向同性,改善了零件翘曲的风险,尺寸更易控制。

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