以塑代钢的热点—LFT，最新发展和应用你了解多少？

LFT （长纤维增强热塑性复合材料，Long Fiber Reinforced Thermoplastics）是一种以热塑性树脂为基体、长纤维为增强材料的高性能复合材料。由于其优异的机械性能、轻量化特性和可回收性，LFT近年来成为“以塑代钢”的热点材料，广泛应用于汽车、航空航天、电子电气等领域。

一、LFT的特点

• 更高的机械性能 ：长纤维在基体中形成连续的三维网络结构，显著提高了材料的强度、刚性和抗冲击性。
• 更好的抗疲劳性 ：长纤维的增强效果使LFT在循环载荷下表现出更好的耐久性。
• 更高的纤维长度保持率 ：在加工过程中，LFT的纤维长度保持较好，通常可达5-25 mm，而短纤维增强材料的纤维长度通常小于1 mm。
• 轻量化 ：LFT的密度低于金属，可实现显著的减重效果。
• 设计自由度 ：LFT可通过注塑、模压等工艺成型复杂形状的零部件。

• 可回收性 ：基于热塑性树脂的LFT材料可回收再利用，符合环保要求。

  
  

二、LFT的制造工艺

LFT的制造工艺主要包括以下两种：

直接法（D-LFT）

• 工艺过程：将热塑性树脂、纤维和添加剂直接在线混炼，然后通过模压或注塑成型。
• 优点：减少了中间环节，降低了成本；纤维长度保持较好，制品性能优异。

• 应用：适合大规模生产，广泛应用于汽车零部件等领域。

间接法（LFT-G）

• 工艺过程：先将树脂和纤维制成颗粒（LFT-G颗粒），然后通过注塑或模压成型。
• 优点：工艺灵活，适合小批量生产；颗粒易于储存和运输。

• 应用：适合复杂形状零部件的制造。

以下是LFT的最新发展和应用情况：

三、LFT的最新发展

LFT技术近年来在材料、工艺和应用方面取得了显著进展，主要体现在以下几个方面：

1.1 材料创新

• 新型基体树脂：除了传统的 聚丙烯（PP）、聚酰胺（PA） 等基体树脂，研究人员开始采用高性能树脂（如 PEEK、PPS、PEKK等 ）作为基体，进一步提升LFT的耐高温性、耐化学性和机械性能。

• 纤维种类多样化：除了 玻璃纤维，碳纤维、玄武岩纤维、芳纶纤维 等高性能纤维也被用于LFT，显著提高了材料的强度、刚性和轻量化效果。

• 功能化改性：通过添加 纳米填料、阻燃剂、导电剂等功能性添加剂 ，赋予LFT抗菌、阻燃、导电等特性，拓展其应用场景。

1.2 工艺优化

• 直接在线混炼工艺（D-LFT） ：D-LFT技术将树脂、纤维和添加剂直接在线混炼并成型，减少了中间环节，降低了成本，同时提高了材料的性能和一致性。
• 3D打印技术 ：LFT材料开始与3D打印技术结合，用于制造复杂结构的零部件，进一步扩大了其应用范围。

• 模压成型与注塑成型结合 ：通过优化成型工艺，LFT制品的纤维长度保持率更高，力学性能更优异。

  
  

1.3 回收与可持续发展

可回收性：LFT材料基于热塑性树脂，具有良好的可回收性，符合环保和可持续发展的要求。

生物基树脂的应用：采用 生物基树脂（如聚乳酸PLA） 作为基体，开发环保型LFT材料，减少对石油资源的依赖。

四、LFT的应用领域

LFT凭借其高强度、轻量化和设计自由度高的特点，在多个领域实现了“以塑代钢”的应用突破。

1.汽车工业

LFT在汽车领域的应用最为广泛，主要用于轻量化和高性能零部件的制造：

• 结构件：前端模块、车门模块、座椅骨架、保险杠支架等。
• 功能件：发动机罩、电池托盘、底盘部件等。

• 优势：相比金属材料，LFT可减重30%-50%，同时具有优异的抗冲击性和耐疲劳性。

2. 航空航天

• 内饰件：座椅框架、行李架、面板等。
• 结构件：无人机机身、卫星支架等。

• 优势：LFT具有高比强度、耐腐蚀性和耐疲劳性，适合航空航天领域的轻量化需求。

2.3 电子电气

• 外壳与支架：电器外壳、连接器支架等。
• 功能件：阻燃、绝缘的电气部件。

• 优势：LFT具有良好的绝缘性、阻燃性和尺寸稳定性。

2.4 建筑与基础设施

• 模板与支架：建筑模板、脚手架等。
• 管道与储罐：耐腐蚀的管道和储罐。

• 优势：LFT具有耐腐蚀、耐候性和长寿命的特点。

2.5 体育与休闲

• 运动器材：自行车架、滑雪板、头盔等。

• 优势：LFT具有高强度和轻量化的特点，适合高性能运动器材的制造。

五 、LFT的未来发展趋势

LFT作为一种高性能复合材料，未来将在以下几个方面继续发展：

更智能的制造技术：结合数字化和智能化制造技术，实现LFT制品的高效、低成本生产。

LFT作为“以塑代钢”的热点材料，凭借其优异的性能和广泛的应用前景，正在推动多个行业的轻量化和高性能化发展。随着材料、工艺和应用的不断创新，LFT将在未来发挥更加重要的作用，成为高性能复合材料领域的重要支柱。

参考资料：TES添加剂和树脂、网络

艾邦建有复合材料产业交流群，欢迎产业链上下游朋友识别二维码，加入群内交流探讨！

活动推荐：第十届特种工程塑料产业论坛（5月28日 上海）