■安科羅工程塑料
前言
從普通消費品到耐用消費品，塑料在日常生活中可說是無處不在。為了提高塑料的强度，熱塑性材料通常通過玻纖或者碳纖維進行增强。面對高載荷下以及高溫、低溫工况下的衝擊應力，普通短玻纖材料往往無法匹配，在這種情况下，聚合物開始軟化或變脆，因此長玻纖增强聚合物應運而生（圖1 左為短玻纖，右為長玻纖）。長玻纖改性PP 材料的生產工藝並不複雜，市面上也有很多的材料廠商有能力實現。然而長玻纖改性尼龍的技術含量却非常之高，即使在全球範圍內，也屈指可數，AKRO 安科羅就是其中一家，目前長玻纖的牌號覆蓋了AKROMID®、AKROLOY®、AKROTEK®，總計超過30 個規格。那麽長玻纖與短玻纖的尺寸差異以及應用優勢是什麽呢？接下來的內容將分別從兩者的尺寸差異與應用優勢進行分析。
尺寸與性能之差異
普通玻纖的尼龍粒子，其大小尺寸約為3-4mm，長寬比50-250；而長玻纖的尼龍粒子，其大小尺寸約為10-12mm，長寬比＞ 400。另外，兩種粒子中玻纖的分布也不同，兩者的玻纖分布呈現如圖2。基礎剛性更優: 如圖3 所示，PA GF 50 natural (2916)是一款基於PA66 合金的50% 短玻纖材料，PA LGF50 natural (5504) 是對應的50% 長玻纖材料，從物性的對比上可以看到剛性、强度，以及模量都有了一定的提升，尤其是缺口衝擊性能得到了質的飛躍。
圖1：左為短玻纖，右為長玻纖
圖2：長玻纖與短玻纖的尼龍粒子除尺寸差異外，兩種粒子中玻纖的分布也不同
力學性能更好: 如圖4 中所示，在經過高溫150℃，5000 個小時的熱老化後，長玻纖材料的拉伸强度從290Mpa 下降到了210Mpa，而短玻纖的拉伸强度從260Mpa 下降到了125Mpa，可看出長玻纖的剛性保持率要遠優於短玻纖，長玻纖抵抗熱老化的能力更强。
更低蠕變: 影響蠕變性能的因素有時間、溫度和載荷，在120℃，40Mpa 載荷下，長玻纖的蠕變明顯優於短玻纖。這對於有長期靜態承壓的零件來說，至關重要，當短玻纖無法滿足要求的時候，可以嘗試長玻纖。抗衝擊: 如圖6 所示，長玻纖的擊穿衝擊能量遠高於短玻纖，能吸收更高的能量。即使在低溫下，也展現出優異性能。
各向異性收縮少: 收縮率對零件的尺寸至關重要，短玻纖材料的橫向收縮率要遠高於縱向收縮率，各向異性比較嚴重，導致零件尺寸難以控制，收縮明顯。而長玻纖材料的橫向和縱向收縮率非常接近，顯示出各向同性，改善了零件翹曲的風險，尺寸更易控制。■
圖3：PA GF 50 natural (2916) 與PA LGF 50 natural (5504) 的物性對照表
圖4：在高溫150℃，5000 個小時的熱老化後，可發現長玻纖抵抗熱老化的能力要優於短玻纖
圖5：在120℃，40Mpa 載荷下，長玻纖的蠕變明顯優於短玻纖
圖6：從圖中可明顯看出長玻纖材料的抗穿刺衝擊性明顯優於短玻纖材料
圖7：相較於短玻纖材料，長玻纖材料的橫向和縱向收縮率非常接近，改善零件翹曲風險，尺寸更易控制
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