工藝過程

    FRTP的生產方法得到了很快發展：注射、擠出、模壓、纏繞、RTM等都可以生產FRTP。

    為解決浸漬問題，熱塑性復合材料通常采用預浸漬的方式，將樹脂與纖維混合，制備成粒料，片材等半成品材料。再根據不同的工藝要求成型。

熱塑性復合材料原料及工藝過程

FRTP的原材料種類與纖維長度形態關系

FRTP粒料的制備方法

?增強粒料的制造要求：

   ① 玻璃纖維能均勻地分散于樹脂之中。

   ② 玻璃纖維與樹脂應盡可能包覆或粘結牢固。

   ③ 制造過程中應盡可能減少對玻璃纖維的機械損傷，盡可能減少對樹脂分子的降解。

?熱塑性增強塑料粒料的分類：

    短纖維型（分散型增強粒料）：指玻璃纖維和高分子樹脂通過混煉，在此過程中玻璃纖維被折斷，以長度為O.25～O.5 mm的短玻璃纖維形式，均勻地分散于樹脂中，適宜于柱塞式注射成型機用(當然也可以用于螺桿式注射成型機)。

? 短纖維型增強粒料是為解決高熔融粘度樹脂的長纖維型粒料因纖維在樹脂中分散不好易引起制品性能和外觀不

理想而產生。

? 短纖維型粒料具有較好的成型加工性和表面平滑性，用柱塞式和螺桿式注射成型機均可成型。但纖維在造粒時磨損嚴重、長度短，制品強度不高；由于短纖維型粒料的加工流動性較好，適合于制造壁薄和形狀復雜的制品

短纖維增強熱塑性塑料粒料的制造方法

(1)短切纖維原絲單螺桿擠出法

  工藝：將短切GF原絲與樹脂按設計比例加入到單螺桿擠出機中混合、塑化、擠出條料、冷卻后切粒。對于粒料樹脂，要重復2～3次才能均勻。對于粉末狀樹脂，則可一次性擠出造粒。

  優點：纖維和樹脂混合均勻，能適應柱塞式注射機生產；

  缺點：GF受損傷較嚴重，生產速度較低，勞動條件差，粉末樹脂和GF易飛揚。

纖維在造粒時磨損嚴重，長度短，制品強度不高；加工流動性好，適合于制造薄壁和形狀復雜的制品。

(2)單螺桿排氣式擠出機回擠造粒法

   工藝：將長纖維粒料加入到排氣式單螺桿擠出機中，回擠一次造粒。如果粒料中揮發物較少，則可用普通擠出機回擠造粒。

   優點：生產效率高；粒料質地密實，外觀質量較好；勞動條件好，無GF飛揚。

   缺點：用長纖維粒料二次加工，樹脂老化幾率增加；粒料外觀及質量不如雙螺桿排氣式擠出機造粒好。

單螺桿排氣式擠出機回擠造粒法流程：

（3）雙螺桿排氣式擠出法

工藝：將樹脂和纖維分別加入排氣式雙螺桿擠出機的加料孔和進絲口，GF被左旋螺桿及捏合裝置所破碎，在料筒內纖維和樹脂混合均勻，經過排氣段除去混料中的揮發性物質，進一步塑煉后經口模擠出料條，再經冷卻、干燥、然后切成粒料。

特點：

  ① 雙螺桿起著增壓泵的作用；

  ② 在特定負荷下，可以通過反向螺紋或節流閥，沿料筒長度來控制壓力；

  ③ 通過改變捏合段的構型和調節節流閥、控制溫度等，可沿料筒長度方向調節各個截面的切變速率；

  ④ 該擠出機有精密的熱交換系統；

  ⑤ 由于雙螺桿作用，物料在料筒中形成薄層，因而物料表面不斷更新，混合作用極強，均質熔體形成極快。

（4）雙階排氣式擠出機對長纖維增強粒料排氣回擠造粒法

長纖維增強熱塑性塑料粒料

  一般采用經典的電纜包覆方法制造，適宜于螺桿式注射機成型用。

包覆式長纖維增強塑料粒料制造工藝流程

   管道反應法：單體與玻纖同時由管道進口加入，通過管道聚合反應，出料口即得到增強料

條。

   聚合物出料口包覆法：在聚合釜出料口安裝包覆機頭，待聚合物出料時，可將玻纖包覆。

長纖維增強熱塑性塑料粒料的結構類型

  (a) 玻璃纖維組成一大束包于粒子之中

  (b) 玻璃纖維成幾小束分散于粒子四周

  (c) 最理想的粒子結構形式

（來源：武漢理工大學 王翔）