1.玻璃纤维毡增强热塑性复合材料(GMT)
玻璃纤维毡增强热塑性复合材料(GlassMatReinforcedThermorplastic)以玻璃纤维(毡)为增强材料,热塑性树脂为基体,通过加温、加压制成复合材料,简称GMT,是目前国际上极为活跃的复合材料开发品种,被视为世纪新材料之一。
轻质高强度的GMT片材,通过结构优化设计,可取代部分金属材料,获得显著的减重效果,而且节省模具费用,(仅为金属冲压模具的10~20%),并有利于多种零件组合,形成模块化生产方式。用GMT片材可较原金属件减重30~80%,能耗仅为钢制品的60~80%,铝制品的35~50%,价格低于同体积的金属制品。
GMT片材在汽车工业中的应用,已达40多种,主要有座椅骨架、保险杠、仪表板、发动机罩、电池托架、脚踏板、前端、地板、护板、后牵门、车顶棚、行李托架、遮阳板、备用轮胎架等部件。
2.长纤维增强热塑性复合材料(LFT)
LFT增强材料是纤维连续纱或者短切玻璃纤维(适合于LFT-D),其组成材料可以是玻璃纤维、芳基纤维、碳纤维、钢纤维和其他能够形成连续纱的纤维。LFT-G的基体聚合物可以是各种热塑性塑料,常用的有PP(56%),Nylon(32%),其他的还有abs、PPS、TPU、POM等等。为了改善界面强度,通常还需要界面改性剂,如偶联剂以及相容剂。
LFT材料现在广泛应用在汽车工业中。Ticona公司的LFT产品(Celstran和Compel)成功的应用在VWGolfⅣ型上。
3.天然纤维增强热塑性复合材料(NMT)
传统的纤维增强复合材料是由玻璃纤维、芳香族聚酰胺纤维或碳纤维等人造合成纤维组成的,它们一般都存在着耗能大、造价高、易造成环境污染等问题。与玻璃纤维及碳纤维相比,各种天然纤维(如麻纤维、竹纤维、甘蔗渣纤维等)具有价廉、可回收、可降解、可再生等优点,其复合材料的研究与开发应用,近年来成为人们对材料研究开发的热点之一。
天然纤维复合材料在汽车工业的应用目前还局限在汽车内饰件上。戴姆勒-克莱斯勒公司已经成功的将天然纤维复合材料应用在了其生产的奔驰E系列轿车上。先前此类车的车门、车内部件用的是木纤维复合材料,现在用亚麻/剑麻毡增强的环氧树脂进行了替换,使得重量减轻了20%左右,而且,机械性能也得到了改善,尤其是对于安全保护方面。另外,用亚麻/剑麻毡增强复合材料能够成型更为复杂的立体构件,因此,这也更适用于车门外贴板等部件,以替换先前的材料。
4.碳纤维增强复合材料
几十年前即有预言,碳纤维增强复合材料将取代金属,用于制造汽车底盘,这一预言正逐步实现。2003年DaimlerChrysler公司推出的DodgeViper型跑车的挡板支架系统所采用的材料碳纤维复合材料,这项技术也是碳纤维在大型底盘和车身外部部件上的首次应用。碳纤维复合材料的挡板支架薄壁虽只有2mm,却能支撑着整个车身前端,而且有34个零件在这里联结,刚性提高了22%。