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• 發布時間：2020-09-21
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【概要描述】玻璃氈片增強型熱塑料（GMT）﹑GMT纖維復合體具有高流動性能﹐使薄壁化的汽車元件的生產能實現低成本﹐這些元件的耐沖擊性能﹑機械強度和硬度都得到提高。

在歐洲﹐由聚丙烯（PP）制成的玻璃氈片增強型熱塑料（GMT）主要用在汽車工業中表面積大的元件中。在1999年﹐歐洲和全球分別加工量分別約為3.4萬噸和6萬噸。一半以上的GMT材料零件是噪音屏蔽﹑車前部和車內結構。

未來的轎車將越來越輕和便宜﹐而同時也要承受更嚴格的安全﹑舒適度和設計上的要求。這也就要求在高強度結構件中更多地利用聚合物和復合材料。在這個方面 GMT材料是一種重要的技術?，F在的座椅﹑儀表板等都已是由GMT做成的。它們必須能夠吸收相當的負荷和在碰撞時產生的一部分沖擊能量。GMT不僅提供極佳的性能(模量﹑強度﹑抗沖擊﹑密度等)﹐而且依靠流塑工藝﹐它能很容易被加工成復雜零件﹐這是它的一個優勢﹐也使低成本﹑大批量地生產大表面積結構件成為可能。在過去的幾年中﹐GMT已取得了許多的發展和進步﹐能夠滿足現在和將來的需要。

傳統GMT的完善

通過流塑工藝進行GMT大型零件的經濟性生產﹐要求具有極佳流動性的半成品材料。GMT的流動性是由聚合物基體的性質（粘度﹑結晶溫度﹑熱導性等）決定的﹐另外一方面是由纖維氈片的性質（纖維含量﹑纖維長度等）決定。改變這些參數以改進GMT的流動性﹐往往帶來了其它特性。例如大幅減小PP的平均分子量或者纖維長度﹐那么對機械性能就會有不利的影響。

除此以外﹐當利用非最優化的配方時﹐也會對其它的重要性能產生不利影響﹐如粘合與涂漆的適宜度﹑耐熱性和長期穩定性。

流動性是用擠壓能來測量的。如改進PP基體﹐將擠壓能從100％降低到53％是可能的。這里所用物是PP共聚物﹐它具有調整好的分子量和分子量分布。一個恰當的添加物系統也被用來改善流動性。通過改進玻璃纖維氈片﹐可以更多地降低擠壓能﹐直到起始值的30％。

材料的流動性的顯著改善沒有引起任何機械性能的劇減。拉伸模量﹑拉伸強度﹑和沖擊強度都保持與標準GMT的一樣。擁有這些新型高流材料﹐就有可能制造更薄和更輕的零件。相應地﹐也可制造出相同的壁厚﹐所需的裝模壓力更小。噪音屏蔽零件的首次試生產表明﹐零件重量能降低30％﹐而不需要采用針對這個新型GMT產品的生產工藝參數。

智能型復合材料系統

GMT是以片材形式提供給成型廠家的。這意味著廠家能混用增強纖維或非織狀增強物。玻璃/PP纖維混合物作為外層應用在傳統的無規則玻璃GMT上。這種半成品能在標準GMT加工線上加工﹐就象加工標準GMT一樣。通過提高鑲嵌區域的硬度﹑強度和沖擊強度﹐可改變織物的性質來適合應用。當利用傳統的無規則玻璃GMT時﹐模具從半成品零件的中央起是填滿的。

以標致（Peugeot）806汽車的保險杠為例﹐我們可以認為用這種材料可節省成本和減輕重量﹐只是半成品的價格略高。保險杠的中央部分是由GMTex制成的﹐而兩邊是由傳統GMT制成的。擁有了這個材料概念﹐淘汰鋼質的能量吸收器成為可能﹐并且整個系統的重量與老式的比要輕2kg。

綜合利用GMT和織物的技術﹐實現批量生產的又一個應用是奧迪（Audi）A4的隔音裝置﹐由聚酯增強型GMT制成的。這種合成物極易成形﹐同時表現出優良的沖擊性能。這種材料特別適合于吸收在極差路面產生的震蕩和沖擊。而且遇到沖撞情況時﹐織物會將元件合在一起﹐因此不會有碎片出現。如所述的材料概念﹐織物結構會在零件表面產生條紋。盡管在一些設計情況下這是可接受的﹐但在大多數應用中必須進行后期處理。