Page 45 - 《橡塑技术与装备》2025年5期

综述与专论
SPECIAL AND COMPREHENSIVE REVIEW

佛山长玻纤增强热塑性复合材料加工

工艺的发展及推广应用（上）

李伟，廖灏飞，张海琛，童俊
( 佛山大学机电工程与自动化学院，广东 佛山 528000)

摘要 ： 长玻纤增强热塑性复合材料是在日常生活中被广泛应用的高分子材料。传统螺杆机械设备制备长玻纤增强热塑性复合
材料的加工过程能耗高、效率低，不利于资源节约。随着复合材料工业发展的重大转变，绿色制造成为复合材料加工技术发展的
新方向，以制造业立市的佛山，紧跟制造业发展新趋势尤为重要。通过分析传统加工工艺的利弊，优化长玻纤增强热塑性复合材
料制备技术，推广新型加工工艺的应用，推动复合材料绿色制备新技术在佛山的发展并展望未来的发展趋势。
关键词 ： 长玻纤 ；复合材料 ；在线配混 ；注塑成型 ；绿色制造
中图分类号 ： TQ320.66 文章编号 ： 1009-797X(2025)05-0001-08
文献标识码 ： B DOI:10.13520/j.cnki.rpte.2025.05.001

0 引言 增强原理，可以很好的结合玻纤和热塑性材料两者的
高分子材料经过多年的发展，已经成为了与钢材、 优势制备高性能的增强型复合材料。相对于基体树脂
水泥、木材并驾齐驱的基础材料。相对于其他基础材 材料，复合材料的各项力学性能能够提高到先前的两
料，高分子材料有着密度小、质量轻、成型工艺好、 倍到三倍不等，而像刚性和抗蠕变性等其他性能能够
绝缘性能好、生产效率高和价格低廉等特点 [1] ，是推 提高到先前的两倍到五倍不等。而且玻纤增强热塑性
动人类文明进步的重要基础。进入 21 世纪以来，纤维 材料的热变形温度与基体材料相比上升的程度较大，
增强热塑性复合材料因其具有良好的力学性能，使它 而且具有良好的耐热性和耐腐烛性，但具备优点的同
一直是高分子材料领域备受关注的高性能复合材料之 时也有劣势的产生，玻纤增强热塑性材料的热膨胀系
一。纤维增强复合材料是高分子材料的一个重要分支， 数以及成型收缩率则会有减小的趋势 [7] 。
是以热塑性聚合物为基体树脂，纤维为增强材料并通 纤维增强热塑性复合材料性能卓越的原理在于在
过一定的工艺技术制备的高性能材料 [2] 。通过添加玻 对力学性能的贡献方面，基体树脂 [8] 和玻璃纤维扮演
纤、碳纤等纤维可以改善高分子材料的性能，拓宽复 着不同作用。基体材料的作用是接受外界载荷并将其
合材料的用途。对于作为增强材料的纤维，要求其长 分配到增强纤维上，纤维的主要功能则是承担外界的
度较长、具有高的强度、比基体材料的更小的断裂伸 载荷，赋予复合材料高的力学性能，并且决定了玻纤
长率、较高的加工温度以及较低的密度。除此之外， 增强复合材料结构件强度和刚度方面的性能。自上世
由于复合材料中纤维用量大，所以还要求纤维的价格 纪七十年代起，螺杆式注射机 [9] 的广泛使用极大地推
较低。目前，用于热塑性复合材料的纤维主要包括碳 动了复合材料的发展，使得玻纤增强热塑性复合材料
纤维 [3] 、有机纤维 [4] 和玻璃纤维 [5] ，其中又以玻璃纤 得到了大规模生产和应用。这种材料综合了玻璃纤维
维应用最为广泛。 的卓越性能和热塑性材料的特有特性，例如可回收性，
玻璃纤维具有拉伸强度高、耐热性好等优点，而
热塑性材料本身具有较好的刚度、抗弯曲疲劳性好、
作者简介 ：李伟（1981-），男，工学博士，主要从事机械
成型加工性能优异、价格低廉的特点，但其力学性能 设计及理论、高分子材料加工新理论与新装备教学与研究工作，
较差 [6] 。综合热塑性材料和玻璃纤维两者的优点，热 主持市厅级项目 2 项，横向项目 3 项，专利 10 余项，近 3 年公
开发表专业论文 4 篇（第一作者），其中 SCI 收录 3 篇。
塑性材料作为基本相，玻璃纤维作为增强相，利用外

年
2025 第 51 卷 ·1·