尼龍（PA）增強改性中，長玻纖（Long Glass Fiber, LGF）和短玻纖（Short Glass Fiber, SGF）是兩種主要的技術(shù)路線，它們在性能、應(yīng)用和加工方式上有著顯著的區(qū)別。

下面我將從多個維度詳細解釋它們的區(qū)別。

核心摘要

• 短玻纖（SGF）：像“鋼筋混凝土中的碎石”，分散在基體中，主要提供剛度和強度，但各向異性明顯，脆性較大。

• 長玻纖（LGF）：像“鋼筋混凝土中的鋼筋網(wǎng)”，在基體中形成三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，不僅能提供更高的剛度和強度，還能極大地改善韌性和抗沖擊性能，各向異性更小。

詳細對比

深入解讀

1. 性能差異的根本原因：纖維長度與“臨界長度”

玻璃纖維增強的原理是將應(yīng)力從較弱的塑料基體傳遞到高強度的纖維上。要實現(xiàn)有效的應(yīng)力傳遞，纖維必須足夠長，這個最小長度被稱為“臨界長度（Critical Length）”。

• 短玻纖：在注塑過程中，螺桿的強剪切力會將大部分纖維剪斷至遠低于臨界長度。這意味著許多纖維無法充分發(fā)揮其增強作用，主要起到“填充”效果，因此對韌性和抗沖擊的提升有限。

• 長玻纖：其初始長度遠大于臨界長度。即使在加工過程中部分斷裂，最終保留在制品中的平均長度仍然大于臨界長度。這使得纖維能夠充分發(fā)揮其強韌的特性，像無數(shù)根微小的鋼筋一樣，有效地承載和分散應(yīng)力，從而表現(xiàn)出極高的沖擊強度和抗蠕變性。

2. 各向異性

• SGF：在熔體流動過程中，短纖維很容易完全沿著流動方向取向，導(dǎo)致順著流動方向的強度很高，而垂直方向的強度則主要依靠基體本身，兩者差異巨大，導(dǎo)致零件容易翹曲和不均勻收縮。

• LGF：長纖維在流動過程中會部分取向，但同時也會發(fā)生纏繞和搭接，形成更復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)使得性能在各個方向上更加均衡，減少了因取向帶來的內(nèi)應(yīng)力和翹曲變形，尺寸穩(wěn)定性極佳。

應(yīng)用領(lǐng)域

• 短玻纖（SGF）尼龍：

  • 適用于對強度、剛度要求一般，對成本敏感的結(jié)構(gòu)件。

  • 典型應(yīng)用：電動工具外殼、風扇葉片、齒輪、軸承、線圈骨架、汽車發(fā)動機周邊部件（如蓋罩）等。

• 長玻纖（LGF）尼龍：

  • 適用于承受高載荷、高沖擊、需要良好尺寸穩(wěn)定性的“以塑代鋼”關(guān)鍵結(jié)構(gòu)件。

  • 典型應(yīng)用：

    • 汽車：前端模塊、車門模塊、保險杠防撞梁、儀表盤骨架、電池托架、座椅骨架。

    • 體育休閑：滑雪板、滑雪靴扣、自行車車輪、頭盔。

    • 工業(yè)：貨叉、皮帶輪、齒輪、高壓泵殼、無人機機臂。

    • 家電：洗衣機滾筒、升降機部件。

總結(jié)如何選擇

• 選擇短玻纖（SGF） when：

  • 預(yù)算有限，追求成本效益。

  • 需要提升材料的剛性、強度和熱變形溫度。

  • 產(chǎn)品受力不大，對抗沖擊和韌性要求不高。

  • 零件結(jié)構(gòu)簡單，不易翹曲。

• 選擇長玻纖（LGF） when：

  • 產(chǎn)品需要承受高沖擊載荷或反復(fù)載荷（耐疲勞）。

  • 對零件的尺寸穩(wěn)定性和低翹曲性要求極高。

  • 需要替代金屬件，要求材料具有接近金屬的力學性能（強且韌）。

  • 應(yīng)用環(huán)境復(fù)雜，要求材料具有優(yōu)異的耐蠕變性能（長期承壓不變形）。

希望這個詳細的解釋能幫助您完全理解兩者的區(qū)別！