【GMT】GMT片材发展概况

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【GMT】GMT片材发展概况

2023-07-21 20:48| 来源: 网络整理| 查看: 265

SuperLite已用于16种汽车的车顶内衬、5种汽车的遮阳板以及本田雅阁和丰田佳美汽车的后行李架、道奇公羊皮卡车的后板。它还用于福特GT赛车中的11种内饰用途。

(2) SymaLITE片材(QPC公司)

SymaLITE片材的玻纤含量为20%~60%,热成型压力为3.5巴。玻纤含量越高,其膨胀度越大,可达到原始厚度的5~6倍。它用于车顶内衬时的典型玻纤含量为55%,而用于车底防护板、车门内板和夹芯顶层时玻纤含量为40%。

SymaLITE的第一个商业用途是宝马5/6系列汽车的车底防护板。该板含4个部件,在一个四腔模具中用不到1分钟的时间成型,其重量比传统制品减少30%。该板的中心部位厚度4mm,以优化刚度和减噪效果,而周边厚度只有1mm,以便连接和密封。该片材还用于克莱斯勒的Crossfire敞篷跑车中。汽车设备制造商们还考虑用它制作车顶组件、机罩和行李舱盖等。

(3) AcoustiMax片材(欧文斯科宁公司)

这种片材的一侧覆有网格布,另一侧有用户指定的胶膜,用以共塑所需的覆盖织物。AcoustiMax片材具有各向同性特性,容易加工。由于其良好的膨化能力,制品可获得优异的隔声性能。在汽车车顶内衬应用中,AcoustiMax显示了比原用聚氨酯和其他GMT材料更优的特性。在整个汽车内部温度范围内,它都具有优良的尺寸稳定性。另外,AcoustiMax片材还可用于卡车衬板、车门组件、座椅靠背和仪表板下杂物箱等。

3、高性能片材GMTex

对要求更高的用途,则可使用一种用织物补强的高性能GMT,这就是QPC公司制售的GMTex片材。它是用普通GMT与机织物或缝编织物的多层结构在一种热塑性基体(通常为聚丙烯)中浸渍后在双带压机上一次压固形成,然后切割成坯料供货。所用织物是用玻璃纤维、聚合物纤维或玻璃/聚合物复合纤维制成的,强度很高。

GMTex的模塑成型与普通GMT一样方便,可以采用热冲压或流动模塑工艺。后者是最常使用的。先把片材在红外线炉或对流热风炉中预热,在此使基体聚合物熔融透过坯料的整个厚度。然后把坯料送入模腔,铺放在下模中。压机快速闭模,压缩片材,使之填充模腔。模具温度低于树脂的固化温度,对聚丙烯来说一般为40~60℃。模具在15~25MPa压力下保持闭合,直到制件固化。在用织物补强的坯料中,玻璃纤维毡(非织造部分)在成型时会流动,填充模具,而机织物或缝编织物则保持在进模的位置。

据称这种GMTex片材是普通GMT、LFT(长纤维增强热塑塑料)和许多热固性复合材料都不能匹敌的。它具有很高的刚度、强度和抗冲击性,能有效地传递荷载,特别是在高蠕变、高疲劳或高应变率条件下。

这种片材非常适合于制造汽车保险杠,特别是保险杠中的纵向结构件。保险杠历来是用钢型材或铝型材制作,或者用单向补强的GMT制作。但在过去几年中,由于对车辆减重、零件集成化、高能量吸收率和高速下功率稳定性的要求日增,GMTex成为了此用途的佳选。

除保险杠外,GMTex还普遍用于汽车备胎架、货车举升式后栏板、后轴支架、越野车底部高荷载防护板和新一代座位结构等。

4、竞争促进创新

GMT问世40余年来,它一直是工程师们认为性能较好、价格适中的热塑性复合材料。在国外,GMT迄今仍占纤维增强热塑性复合材料的主要份额(约40%)。但近年来,它受到LFT日益剧烈的竞争,致使其增长减缓。但这一竞争也激励了它的求新和发展,所以GMT在近10年的发展比它在前30年的变化还要多。

GMT的组成已超过了玻璃纤维/聚丙烯的范畴。其一增强纤维可使用玄武岩纤维和天然纤维。作为实例,AZDEL公司推出了品名为Volcalite的玄岩纤维GMT。它用较长的短切玄武岩纤维制成,据称可制成3mm厚的超薄型材。这是专为日本汽车市场之车顶内衬和内饰板而研发的。QPC公司通过其子公司生产多种以聚丙烯为基体,以洋麻、大麻和亚麻混合料为增强材料的GMT产品,其单重范围为300~3000g/㎡。其二,GMT的树脂基体已扩展到多种工程塑料。AZDEL公司在其SuperLite品牌低密度GMT产品中增添了以聚碳酸酯和聚醚酰亚胺为基体的品种。由于这些材料固有的阻燃性和在低密度高刚度板材中较好的热性能,它们的目标市场是公共交通和航空应用。QPC公司也推出了短切纤维毡增强聚酰胺的GMT品种,目前正在欧洲汽车制造业中试用。

在应用方面,GMT以汽车工业起家,后来在工业、材料贮运、农业、园艺等市场获得应用,现在正进入建筑行业。一位经营GMT的资深人士称,GMT原来为取代金属片材和压铸件而开发;现在由于LFT也进入了其应用领域,今后GMT发展最快的用途将是作为平板状材料用以代替木材胶合胶、栾木板、热固性复合材料及其他材料,诸如混凝土模板、脚手板、大集装箱、轨道车辆或卡车拖车的侧板和底板、公共汽车的承重板等。通过调节玻纤含量、片材厚度、所用树脂、着色剂及其他添加剂种类或把GMT片材与其他材料结合制成夹芯板材,GMT还可进入全新的用途。

本文作者是南京玻璃纤维研究设计院叶鼎铨,仅供学习交流。如有侵权,请告知删除。

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