1、玻璃纖維增強(qiáng)第1頁，共36頁，2022年，5月20日，16點30分，星期四長玻纖增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料的研究進(jìn)展第2頁，共36頁，2022年，5月20日，16點30分，星期四長纖維和短纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的比較玻璃纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料根據(jù)玻璃纖維增強(qiáng)方式的不同,分為短玻纖(SFT)長玻纖(LFT)和玻璃纖維氈(GMT)增強(qiáng)三種類型。第3頁，共36頁，2022年，5月20日，16點30分，星期四3表1 纖維長度對增強(qiáng)效率的影響 力學(xué)性能 纖維長度（mm） 0.09 0.8 3 4.5 6 12拉伸模量 0.61 0.91 0.91 0.94 0.96 0.99彎曲模量 0.69 0.89 0.97 0

2、.96 0.96 0.96拉伸強(qiáng)度 0.47 0.73 0.84 0.93 0.94 1彎曲強(qiáng)度 0.46 0.57 0.88 0.91 0.94 0.98Charpy沖擊強(qiáng)度23 0.08 0.28 0.65 0.75 0.85 1第4頁，共36頁，2022年，5月20日，16點30分，星期四4長短纖維的比較長纖維復(fù)合材料表現(xiàn)出比短纖維復(fù)合材料更佳的性能,可提高剛性、壓縮強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度、耐蠕變性。另一個顯著特點是沖擊強(qiáng)度成倍提高。GMT與玻纖增強(qiáng)熱固性復(fù)合材料相比(SMC、BMC和TMC),具有加工工藝簡單,無環(huán)境污染,可回收利用等特點 。第5頁，共36頁，2022年，5月20日，16點30

3、分，星期四5SMC工藝圖1 SMC（Sheet Molding Compound）工藝第6頁，共36頁，2022年，5月20日，16點30分，星期四6TMC工藝圖2 TMC（Thich Molding Compound）工藝第7頁，共36頁，2022年，5月20日，16點30分，星期四72.長玻纖增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料加工工藝的發(fā)展 1 - 喂絲架;2 - 樹脂浸漬槽;3 - 干燥箱;4 - 壓輥;5 - 光檢測系統(tǒng);6 - 預(yù)浸料溶液浸漬法圖3 溶液浸漬工藝流程第8頁，共36頁，2022年，5月20日，16點30分，星期四8熔融浸漬法 圖4 熱熔膠膜法預(yù)浸工藝原理1 - 下刮刀;2 - 纖維;3

4、 - 上刮刀;4 - 頂紙放卷;5 - 壓輥;6 - 牽引輥;7 - 頂紙收卷;8 - 產(chǎn)品收卷;9 - 冷卻板;10 - 夾輥;11 - 加熱板;12 - 底紙收卷第9頁，共36頁，2022年，5月20日，16點30分，星期四9懸浮液浸漬法圖5 懸浮液浸漬法制備玻璃纖維增強(qiáng)熱塑性樹脂基復(fù)合材料第10頁，共36頁，2022年，5月20日，16點30分，星期四10流態(tài)化床浸漬工藝流化床浸漬工藝是使每束纖維或織物通過一個有樹脂粉末的流化床,樹脂粉末懸浮于一股或多股氣流中,氣流在控制的壓力下穿過纖維,所帶的樹脂粉末沉積在纖維上,隨后經(jīng)過熔融爐使樹脂熔化并粘附在纖維上,再經(jīng)過冷卻成型段,使其表面均勻、

5、平整,冷卻后收卷。第11頁，共36頁，2022年，5月20日，16點30分，星期四11靜電流態(tài)化床工藝靜電粉末噴涂流化床工藝是在流化床工藝的基礎(chǔ)上,增加了靜電場的作用,使樹脂粉末帶電,從而大大增加了樹脂在增強(qiáng)體上的沉積和對增強(qiáng)體的附著作用。第12頁，共36頁，2022年，5月20日，16點30分，星期四12長玻纖增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料新的加工方法Truckenmller和Fritz直接將連續(xù)無捻粗紗引入一臺普通注塑機(jī),在注塑機(jī)上安裝了一個塑化單元,直接注塑成型的玻纖增強(qiáng)PA66。Takeshi Moriwaki用短切玻纖與PA66直接注塑,所用注塑機(jī)的螺桿和料筒是特殊設(shè)計的,螺桿由三部分組成:進(jìn)料

6、段、塑化段、計量段。塑化段的螺桿是多螺紋的,而在料筒內(nèi)壁開有四個平行的槽,這種結(jié)構(gòu)的注塑機(jī)有利于纖維與聚合物熔體的混合,并降低混合過程中纖維的斷裂。第13頁，共36頁，2022年，5月20日，16點30分，星期四13長玻纖增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料新的加工方法Krupp Wemer Pfleiderer公司采用兩臺擠出機(jī)和一個特殊設(shè)計的浸漬混合頭生產(chǎn)的LFT材料，纖維長度在0.84mm之間，平均長度2.5mm。Dieffenbacher公司也開發(fā)了一種先進(jìn)的長纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料的生產(chǎn)加工技術(shù)。其工藝過程是：通過一個獨特的擠出體系將粗紗和熱塑性樹脂塑煉，熔體混合物由擠出體系擠出后直接進(jìn)入模具，壓縮模

7、塑成型，此種材料稱為MCA,MCA的性能與GMT相近。但MCA材料是一步加工成型，該工藝過程易于控制，而且可以添加各種添加劑，成型壓力低，工藝成本低。第14頁，共36頁，2022年，5月20日，16點30分，星期四14長玻纖增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料新的加工方法Owens Coming和DSM合作，通過擠出機(jī)采用傳統(tǒng)的電纜包覆工藝制造預(yù)浸帶，然后切成6mm的粒子用于注射成型。該技術(shù)可以使注射成型產(chǎn)品的玻纖長度保持在6mm,從而在降低玻纖的斷裂程度方面取得突破。第15頁，共36頁，2022年，5月20日，16點30分，星期四15玻璃纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料在承壓輸配水管道上的應(yīng)用圖6 大口徑塑料管道 第1

8、6頁，共36頁，2022年，5月20日，16點30分，星期四16克拉管圖7 德國克拉管工藝制管現(xiàn)場 第17頁，共36頁，2022年，5月20日，16點30分，星期四17連續(xù)長纖維纏繞增強(qiáng)塑料管材”專利北京化工大學(xué)發(fā)明的“連續(xù)長纖維纏繞增強(qiáng)塑料管材”專利（專利申請?zhí)?005100632093）其主要特征是采用連續(xù)長纖維增強(qiáng)高密度聚乙烯、聚丙烯和聚氯乙烯等熱塑性塑料，纏繞成型制造承壓塑料管，特別是大口徑塑料管，設(shè)計壓力可達(dá)到1.2MPa，設(shè)計壁厚可比同類塑料管的壁厚減少1050%，具有強(qiáng)度高（可達(dá)到環(huán)應(yīng)力強(qiáng)度為2030MPa）、成本低、質(zhì)量輕的特點。第18頁，共36頁，2022年，5月20日，16

9、點30分，星期四18纖維包覆截面圖8.連續(xù)長纖維增強(qiáng)熱塑性塑料管材的纖維包覆截面示意圖第19頁，共36頁，2022年，5月20日，16點30分，星期四19連續(xù)長纖維增強(qiáng)熱塑性塑料管材截面圖9.連續(xù)長纖維增強(qiáng)熱塑性塑料管材截面圖第20頁，共36頁，2022年，5月20日，16點30分，星期四20玻璃纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料在汽車 工業(yè)中的應(yīng)用圖10 玻璃纖維增強(qiáng)PP風(fēng)扇葉第21頁，共36頁，2022年，5月20日，16點30分，星期四21玻璃纖維增強(qiáng)熱塑性塑料進(jìn)氣歧管圖11 玻璃纖維增強(qiáng)熱塑性塑料進(jìn)氣歧管 第22頁，共36頁，2022年，5月20日，16點30分，星期四22大口經(jīng)承壓PE管道第23

10、頁，共36頁，2022年，5月20日，16點30分，星期四23大口經(jīng)管道 3.1 2003年10月，德國克拉股份公司開發(fā)出世界最新大口徑塑料壓力管道技術(shù)和設(shè)備，使用該技術(shù)可以制造直徑為4000mm、承壓12公斤的塑料壓力管道，管道的制造成本遠(yuǎn)低于鋼管和普通塑料壓力管道，甚至低于PCCP管道。3.2 這種管道具有重量輕、安裝方便、壽命長、無泄露、抗腐蝕。特別是采用克拉公司的專有技術(shù)-電熱熔焊接，大大提供管道的連接質(zhì)量和施工速度，可以保證管道絕對密封無泄露，是替代目前普通管道的理想管材。PE管道第24頁，共36頁，2022年，5月20日，16點30分，星期四24生產(chǎn)設(shè)備 2004年10月，世界第一

11、條大口徑塑料壓力管道將在該公司正式投入生產(chǎn)。 擠出部分第25頁，共36頁，2022年，5月20日，16點30分，星期四25價格優(yōu)勢直徑在8002200mm以內(nèi)的各種管道為常用管道。在這個范圍內(nèi)，塑料管道的單位造價低于鋼管，略高于水泥管。而同樣管徑的施工造價，塑料管道只相當(dāng)于鋼管、水泥管的三份之一。綜合造價，塑料管道低于鋼管、水泥管。更何況塑料管道的使用壽命是前兩種管道的倍數(shù)，滲漏率為零等突出的優(yōu)勢，是鋼管、水泥管無法攀比的。就施工而言，超過2200mm直徑的鋼管和水泥管的施工費用更高。價格優(yōu)勢 第26頁，共36頁，2022年，5月20日，16點30分，星期四26原料供應(yīng)價格約12000元/噸

12、高密度聚乙烯（HDPE）在國內(nèi)產(chǎn)量較大，可以滿足生產(chǎn)需求。僅北京燕山石化，塑料年產(chǎn)量為18萬噸，PP年產(chǎn)20萬噸，目前價格約12000元/噸普通玻璃纖維，在國內(nèi)也有很多生產(chǎn)廠家，原料有足夠的保證。原料供應(yīng)第27頁，共36頁，2022年，5月20日，16點30分，星期四27技術(shù)性能 口徑大重量輕耐腐蝕壽命長允許縱向變化率大接口安全方便快捷嚴(yán)密摩阻小不易堵塞價格低施工方便生產(chǎn)過程無污染技術(shù)性能第28頁，共36頁，2022年，5月20日，16點30分，星期四28市場展望 大量的市政工程基礎(chǔ)設(shè)施改建 貫穿中國腹地管道干線達(dá)4200公里，投資將超過3000億元的西氣東輸工程為改善中國北方城市缺水的南水北

13、調(diào)工程全面實施，其所需管道、管網(wǎng)將數(shù)萬里計，將使用大量的管材新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備市場展望 第29頁，共36頁，2022年，5月20日，16點30分，星期四29投資規(guī)模及資金籌備項目總投資1500萬歐元，引進(jìn)2條PKS管道生產(chǎn)線和2條KPPS管道生產(chǎn)線，廠區(qū)占地面積4萬平方米。總投資中1200萬歐元用于購置設(shè)備，其余資金用于土地和廠房建設(shè)，配套流動資金通過貸款解決。 引進(jìn)德國克拉公司專用設(shè)備，建設(shè)年產(chǎn)14000噸大口徑塑料管材和100臺電熱熔焊機(jī)及配套設(shè)備、耗材的生產(chǎn)能力。投資規(guī)模及資金籌備 第30頁，共36頁，2022年，5月20日，16點30分，星期四30原料來源 天然氣化工中原石油化工聯(lián)

14、合公司、撫順石油化工公司、茂名石化廠等均有生產(chǎn)。僅燕山石化，塑料年生產(chǎn)18萬噸，PP年生產(chǎn)20萬噸?？捎糜诖罂趶剿芰瞎艿赖腍DPE原料的廠家有北京燕山化工廠化工一廠、大慶石油化工總公司、齊魯石化總公司，其型號為6010M，相當(dāng)于PE80-PE100級原料來源第31頁，共36頁，2022年，5月20日，16點30分，星期四31主要原材料 序號名稱標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)格備注1高密度聚乙烯樹脂相當(dāng)PE80級M61002色母粒炭黑含量：30%3聚丙烯骨架管DN21、DN34、DN42、DN544金屬電熔絲GB/T14954-94AM第32頁，共36頁，2022年，5月20日，16點30分，星期四32主要原材料 高密度聚乙烯樹脂（HDPE） 聚丙烯骨架管（PP）據(jù)序號名稱標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)格備注1高密度聚乙烯樹脂相當(dāng)PE80級6100M2色母粒炭黑含量：30%3聚丙烯骨架管DN21、DN34、DN42、DN544金屬電熔絲GB/T14954-94AM第33頁，共36頁，2022年，5月20日，16點30分，星期四33主要原材料 高密度聚乙烯樹脂（HDPE） 序號項目指標(biāo)單位測試方法備注1密度（23）950-955kg/m3GB1033-96(A法)2熔體流動速度MFR(190/5kg)0.4-0.7g/10minG