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汽车轻量化趋势下 我国长纤维增强热塑性塑料(LFT或LFRT)行业发展空间大

        长纤维增强热塑性塑料一般以聚丙烯、聚酰胺(尼龙)、PET、聚苯硫醚、聚醚砜、聚醚醚酮等热塑性塑料作为基体材料;以玻璃纤维、碳纤维和芳纶纤维作为增强材料。用连续纤维无捻粗纱与热塑性塑料通过挤出、造粒或制片方法制成半成品,再经注射或模压成型为制品。成型时,增强纤维被均匀地分散于热塑性基体树脂中,热塑性树脂能够完全浸渍增强纤维;增强纤维的长度一般为10~50mm,纤维含量通常为30~50%。

长纤维增强热塑性塑料种类(按成型工艺过程)
 
数据来源:观研天下整理

LFT-G的生产工艺
 
数据来源:公开资料整理

        目前,LFT产业发展主要由汽车工业所推动。在汽车领域,长纤维增强热塑性塑料是轻量化的未来,其中LFT-D和LFT-G是发展最快的。而LFT-G由于非常适用于注塑成型,所以在最终产品的几何复杂度和大批量生产上有很大优势。事实上,对于注塑产品,长纤维增强塑料的各向同性要优于短纤维。

短玻纤和长玻纤增强PA66的产品性能(BASF为例)

性能

拉伸模量, GPa

拉伸强度, MPa

弯曲模量, GPa

弯曲强度,MPa

Izod缺口冲击强度, kJ/m2

热变形温度,

收缩率,%

23

-30

PA66-LGF504 (A3WG10 LF)

16.4/13

275/188

15.4/11.9

390/290

29/26

32/30

260

0.75

PA66-GF50 (A3WG10)

17

240

15.3

360

15

13

256

10

数据来源:观研天下整理

        具体来看,LFT-G的主要塑料包括PP、PA6、PA66、PBT、TPU、PPA、PPS等。以RTP的长玻纤增强不同塑料为例,展示不同塑料基材的力学性能;RTP产品种类涵盖了普通塑料、工程塑料和高温塑,并且通过各种复杂结构模具的注塑实现材料的轻量化应用。

RTP的长玻纤增强塑料的产品性能

材料

PP

PA66

PPA

PPS

PEI

PEEK

纤维含量,wt%

VLF50

VLF50

VLF50

VLF50

VLF50

VLF50

密度, g/cm3

1.33

1.57

1.64

1.73

1.68

1.70

拉伸强度, MPa

140

260

275

170

195

230

拉伸模量, GPa

12.5

16

18

18.5

17

17

弯曲强度,MPa

220

400

400

290

290

350

弯曲模量, GPa

11

15

18

18.5

17

18

Izod缺口冲击强度, kJ/m2

28

34

38

25

20

18

热变形温度, (1.8MPa)

155

250

288

265

207

315

收缩率,% (48h,流动方向)

0.2

0.18

0.2

0.15

0.15

0.2

数据来源:观研天下整理

        与此同时,根据LFT-G供应商Celanese的长玻纤、长碳纤和芳纶纤维增强PA66为例,Celanese的芳纶增强塑料在轻量化、耐摩擦、减小震动和噪音方面具有较大的优势。

Celanese的不同种类纤维增强PA66的产品性能

材料

PA66-LGF40

PA66-CF40

PA66-AF354

纤维含量,wt%

长玻纤40

长碳纤40

芳纶35

密度, g/cm3

1.46

1.34

1.22

拉伸强度, MPa

180/160

294

120

拉伸模量, GPa

13.7/10

30.9

9.2

弯曲强度,MPa

260/250

455

180

弯曲模量, GPa

12.6/10

26

7.8

Izod缺口冲击强度, kJ/m2

24/18.5

23

15

热变形温度, (1.8MPa)

255

250

246

数据来源:观研天下整理

        综上所述,在汽车、航空等轻量化和高性能趋势下,长纤维增强热塑性塑料凭借着着强度、尺寸稳定性和长期使用性等优势,将得到最大化的使用。据全球工业分析师公司发布的一份报告分析,2017年全球LFT的用量达到31.34万吨,2020年约为**万吨,预计2023年将达到**万吨。

2017-2023年全球长纤维增强热塑性塑料用量预测情况
 
数据来源:观研天下整理

        同时,在国内市场,根据汽车工业协会相关资料显示,2020年度或将是中国汽车市场的峰底年份,2021年将实现恢复性正增长,汽车销量有望超过2600万辆,同比增长4%。由此可见,我国长纤维增强热塑性塑料行业市场发展空间大。

2016-2021年我国汽车行业产销量情况
 
数据来源:观研天下整理(WYD)


         更多深度内容,请查阅观研报告网:
        《2021年中国长纤维增强热塑性塑料(LFT或LFRT)行业分析报告-行业深度分析与发展战略评估

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