天然纤维增强热塑性复合材料天然纤维增强热塑性复合材料的高性能化及其应用的高性能化及其应用戴干策李宾孙占英戴干策李宾孙占英华东理工大学化学工程联合国家重点实验室华东理工大学化学工程联合国家重点实验室聚合物加工研究室（聚合物加工研究室（200237200237））2009.11.202009.11.20背景应用开发展望节能/减排——汽车工业可持续发展的必由之路强化、拓展复合材料应用——汽车节能/减排的首选措施先进复合材料、钢和铝在车身减重方面的对比材料类型减重百分比高强度钢25－35％铝40－55％先进复合材料50－67％不同材质的汽车零部件在制造中耗能不同，以生产质量相同（450克）的零部件为例，采用塑料或复合材料所耗能源折合汽油3.8－4.5Kg，若采用铝或钢，所耗能源折合汽油5.6－6.8Kg。此外，塑料模具费用是钢制件模具费用的10～20％。提高塑料零部件的设计自由度不提高成本，从开发到批量生产周期短。模块化效益序号类别效益（％）1性能+232每辆汽车系统成本-143每辆汽车系统重量-224每辆汽车部件数量-225紧固件、附件数量-276安装工序-9个工作台和15个工作区热塑性聚合物复合材料为汽车轻量化和模块化提供了前提条件。GMT、LFT、NMT是其中最杰出的代表。天然纤维增强热塑性复合材料天然纤维增强热塑性复合材料NaturalFiberReinforcedThermoplasticsNaturalFiberReinforcedThermoplastics基体相：热塑性通用树脂（基体相：热塑性通用树脂（PPPP、、PEPE、、PVCPVC等）等）增强相：天然的植物纤维（剑麻、黄麻等）增强相：天然的植物纤维（剑麻、黄麻等）纤维形式：短纤维、纤维毡纤维形式：短纤维、纤维毡典型代表产品：典型代表产品：短纤维增强材料短纤维增强材料SNRTSNRT（（ShortShortNaturalFiberReinforcedThermoplasticsNaturalFiberReinforcedThermoplastics））纤维毡增强材料纤维毡增强材料NMTNMT（（NaturalNaturalFiberMatReinforcedThermoplasticsFiberMatReinforcedThermoplastics））天然纤维的特点天然纤维的特点优点：密度小，价格低，环境友好，可自优点：密度小，价格低，环境友好，可自然降解，对身体无刺激，对加工设备磨损然降解，对身体无刺激，对加工设备磨损小。小。缺点：生物物质，多孔性结构，性能分散性缺点：生物物质，多孔性结构，性能分散性大，易受潮，对热较敏感，与基体相容性大，易受潮，对热较敏感，与基体相容性较差。较差。天然纤维复合材料在西欧天然纤维复合材料在西欧汽车工业中的应用及发展汽车工业中的应用及发展表1天然纤维复合材料在汽车上的主要应用产品主要用途部分应用黄麻/聚丙烯轿车内饰件，吸噪声板，备用轮罩，提高NVH①指标等Mercedes，Benz，Ford剑麻/聚氨酯泡沫轿车内饰件，车门内饰板，吸噪声板，提高NVH①指标等Audi，Toyota，Rover洋麻/聚丙烯汽车装饰部件，如车门面板、座椅、靠板、顶棚、行李盘Volvo，Saab，Renault，Ford亚麻、剑麻毡/环氧车门面板、车内部件Mercedes-BenzE亚麻/聚丙烯冷却器架、引擎挡板Ford洋麻、大麻/聚丙烯车门面板、内饰件SAAB9S亚麻、剑麻/聚丙烯座椅后背、车门面板MercedesM，Ford，GM洋麻、大麻/聚丙烯车门面板FordMondeo大麻/聚丙烯发动机护罩FordFocus天然纤维复合材料在汽车上的主要应用天然纤维复合材料在汽车上的主要应用表2天然纤维复合材料与传统材料制品质量比较制品传统复合材料质量/G天然纤维复合材料质量/G减轻质量/％汽车面板ABS1125大麻/EP82027汽车隔热板玻璃纤维/PP3500大麻/PP260026托盘玻璃纤维/PP15000苎麻/PP1177022发动机罩盖——15600——1020034.6左挡泥板——4500——260042.2右挡泥板——4500——270040.0左侧车门——14000——730047.9右侧车门——14000——750046.4天然纤维复合材料与传统材料制品质量比较天然纤维复合材料与传统材料制品质量比较纤维种类纤维种类密度（密度（g/g/cmcm33））伸长率伸长率（（%%））拉伸强度拉伸强度（（MpaMpa））拉伸模量拉伸模量（（GpaGpa））SisalSisal1.51.52.0-2.52.0-2.5511-635511-6359.4-22.09.4-22.0JuteJute1.31.31.5-1.81.5-1.8393-773393-77326.526.5FlaxFlax1.51.52.7-3.22.7-3.2345-10353...
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