Polypropyleen versterkt met lange glasvezels is een gemodificeerd polypropyleencomposietmateriaal met glasvezels van 10-25 mm lang, dat door middel van spuitgieten en andere processen tot een driedimensionale structuur wordt gevormd. Vanwege de uitstekende algehele eigenschappen wordt polypropyleen versterkt met lange glasvezels steeds vaker gebruikt in de automobielindustrie.
De kenmerken en voordelen van met lange glasvezels versterkt polypropyleen
- Goede dimensionale stabiliteit
- Uitstekende vermoeidheidsweerstand
- Kleine kruip-prestaties
- Kleine anisotropie, geringe krommingsvervorming
- Uitstekende mechanische eigenschappen, met name slagvastheid.
- Goede vloeibaarheid, geschikt voor de verwerking van dunwandige producten.
Polypropyleen versterkt met lange glasvezels (LGFPP) met een lengte van 10-25 mm heeft een hogere sterkte, stijfheid, taaiheid, dimensionale stabiliteit en minder kromtrekking dan gewoon polypropyleen versterkt met korte glasvezels (GFPP) met een lengte van 4-7 mm. Bovendien vertoont polypropyleen versterkt met lange glasvezels geen significante kruip, zelfs niet bij een hoge temperatuur van 100 °C, en heeft het een betere kruipweerstand dan polypropyleen versterkt met korte glasvezels.
In het spuitgietproduct zijn de lange glasvezels verspringend gerangschikt in een driedimensionale netwerkstructuur. Zelfs nadat het polypropyleensubstraat is verbrand, vormt het netwerk van lange glasvezels nog steeds een glasvezelskelet met een zekere sterkte, terwijl de korte glasvezels na verbranding over het algemeen een zwakker skelet vormen. Deze situatie wordt voornamelijk veroorzaakt doordat de lengte-diameterverhouding van de versterkende vezel het versterkende effect bepaalt. Vulstoffen en korte glasvezels met een kritische aspectverhouding kleiner dan 100 hebben geen versterkende werking, terwijl lange glasvezels met een kritische aspectverhouding groter dan 100 wel een versterkende rol spelen.
Vergeleken met metalen en thermohardende composietmaterialen heeft kunststof met lange glasvezels een lage dichtheid, waardoor het gewicht van hetzelfde onderdeel met 20% tot 50% kan worden verminderd. Kunststof met lange glasvezels biedt ontwerpers meer ontwerpvrijheid, bijvoorbeeld voor het vormen van complexe vormen. Het gebruik van minder componenten en geïntegreerde onderdelen bespaart op matrijskosten (de kosten van spuitgietmatrijzen voor kunststof met lange glasvezels bedragen doorgaans ongeveer 20% van de kosten van metalen stempelmatrijzen) en vermindert het energieverbruik (het energieverbruik voor de productie van kunststof met lange glasvezels is slechts 60% tot 80% van dat van staalproducten en 35% tot 50% van dat van aluminiumproducten), wat het assemblageproces vereenvoudigt.
Toepassing van met lange glasvezels versterkt polypropyleen in auto-onderdelen
Langvezelversterkt polypropyleen wordt gebruikt in het dashboardframe, de accuhouder, de frontmodule, de regelkast, het frame van de stoelsteun, het reservewiel, het spatbord, de chassisafdekking, de geluidsbarrière, het frame van de achterdeur, enzovoort.
Front-end module: Voor front-end modules in de automobielindustrie kan LGFPP (LGF-gehalte 30%) worden gebruikt. Dit materiaal integreert meer dan tien traditionele metalen onderdelen, zoals radiatoren, luidsprekers, condensatoren en beugels, in één geheel. Het is corrosiebestendiger dan metalen onderdelen, heeft een lage dichtheid, een gewichtsbesparing van ongeveer 30% en biedt meer ontwerpvrijheid. Het kan direct worden gerecycled zonder sortering of verdere verwerking, wat de productiekosten verlaagt en duidelijke voordelen oplevert op het gebied van kostenbesparing.
Skelet van het instrumentenpaneel: Voor flexibele materialen voor het skelet van het instrumentenpaneel biedt LGFPP een hogere sterkte, een hogere buigmodulus en een betere vloeibaarheid dan gevuld PP-materiaal. Bij dezelfde sterkte kan de dikte van het instrumentenpaneel worden verminderd, wat leidt tot gewichtsbesparing. Het algemene gewichtsbesparingseffect bedraagt ongeveer 20%. Tegelijkertijd kan de traditionele, uit meerdere componenten bestaande instrumentenpaneelbeugel worden ontwikkeld tot één enkele module. Bovendien wordt voor de behuizing van het ontwasemingskanaal aan de voorzijde en het middenframe van het dashboard doorgaans hetzelfde materiaal gebruikt als voor het hoofdframe van het dashboard, wat het gewichtsbesparingseffect verder kan verbeteren.
Rugleuning: Deze kan het traditionele stalen frame vervangen, waardoor het gewicht met 20% wordt verminderd. Bovendien biedt deze rugleuning uitstekende ontwerpvrijheid, goede mechanische prestaties en extra zitruimte.
De toepassingsrelevantie van met lange glasvezels versterkt polypropyleen in de automobielindustrie.
Wat materiaalvervanging betreft, kunnen producten van met lange glasvezels versterkt polypropyleen tegelijkertijd gewicht en kosten verlagen. In het verleden vervingen materialen versterkt met korte glasvezels metalen materialen. De laatste jaren, met de toepassing en ontwikkeling van lichtgewicht materialen, hebben materialen versterkt met lange glasvezels versterkt polypropyleen geleidelijk aan de met korte glasvezels versterkte kunststoffen in steeds meer auto-onderdelen vervangen, wat het onderzoek naar en de toepassing van LGFPP-materialen in de automobielindustrie verder stimuleert.
Geplaatst op: 13 september 2021
