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产品研究背景竹纤维具有独特的抗菌、吸音与防臭防腐性,且易加工、成本低廉。竹纤维增强聚丙烯复合材料,是一种以热塑性树脂聚丙烯为基体、竹纤维为增强材料的复合材料,一般做成毡、片材与板材等。该复合材料再与其它面料复合后具有强度高、可制得轻质部件、能重复加工成型,不污染环境,减少材料消耗,降低成本等特点,是制备汽车、轨道交通列车等交通工具模块载体重要基础材料。因此,竹纤维增强聚丙烯复合材料兼具质轻、高强及优异的抗菌防腐性,且环保无毒。不但可逐步替代玻璃纤维增强聚丙烯材料,还可以替代目前汽车内饰在用的木粉板、麻纤维板、废纺棉毡的非环保材料,在汽车工业领域存在巨大的潜在优势。浙江华江科技发展有限公司是国内规格较大的汽车内饰材料供应商。项目现阶段研制的竹纤维增强聚丙烯复合材料主要用于汽车顶棚、天窗滑盖、备胎盖与衣帽架等汽车内饰件。主要研究内容项目将改性过的聚丙烯制成纤维(丙纶),并与改性短切竹纤维通过特制的非织造设备的进行全过程开松混合,最大程度的保证两种纤维相互抱合,在制程中加入阻燃粉末助剂通过红外加热方式附着在纤维表面,通过针刺固结制成混合层--复合毡;再将多层复合毡及面料、胶膜进行复合,并通过悬浮式烘烤加热、冷压、裁切后得到竹纤维增强聚丙烯复合板材。1、主要技术指标(1)密度：0.3-0.8g/m2;(2)拉伸强度：≥3.0MPa;(3)弯曲强度：≥2.0MPa;(4)悬臂梁缺口冲击强度：≥3.0KJ/m2;(5)耐霉变：无可见霉菌生长;(6)阻燃性：水平燃烧A-0级别。项目技术报告1、关键技术及工艺的先进性和效果(1)短切竹纤维表面改性技术选用与浙江林学院共同合作开发制备的竹纤维,采用偶联浸渍表面改性,使得竹纤维表面和热塑性纤维的亲和性更佳,同时表面的粗糙度变大(可由50nm变为200nm),粗糙度变大增加了竹纤维与基体的摩擦系数,导致单丝拔出过程中两者界面的摩擦力增加,从而有利于改善竹纤维与热塑性基体之间的浸润性。引入的偶联剂起到了桥梁的作用,一端与热塑性高分子链段结合,另一端与竹纤维结合,有效提高了界面粘结力。(2)短切热塑性树脂纤维改性技术竹纤维与聚丙烯纤维已经混合均匀,对聚丙烯流动性要求不高。我们选择高强度、中等流动性和高相容性的聚丙烯纤维进行改性。(3)竹纤维增强热塑性板材针刺制毡技术针刺制毡是通过针刺的上下运动,使得纤网内的纤维纠结在一起,形成紧密的结实的结构,起到了机械固定的作用。(4)竹纤维增强热塑性板阻燃技术首次采用“皮芯阻燃”技术,即先在制毡过程中喷淋磷酸酯类阻燃剂,使芯层获得一定的阻燃性能,随后在表面层薄毡上均匀的撒上膨胀石墨。以此所得复合材料,表层由于膨胀石墨的存在可阻隔外界氧气的渗入,而芯层的阻燃性物质在高温时可分解释放气体以稀释内部的氧气浓度,因此可获得高效的阻燃效果。2、产品的主要创新点1、采用含5%左右马来酸酐接枝聚丙烯的聚丙烯纤维,与弱碱环境下生物酶处理的竹纤维进行混合做成复合材料,复合材料具有高抗冲击性和抗霉变性。2、改善NVH：在竹纤维与聚丙烯纤维梳理交叉铺网后,同位对刺工艺可以使竹纤维和聚丙烯纤维混合毡通过针刺的上下运动,使得纤网内的纤维纠结在一起,形成特殊的类鸟巢结构,并可通过调节针刺参数调控板材的微孔数量与分布,使复合材料具有优良的吸音、透气性。3、首次采用“皮芯阻燃”技术,即先在制毡过程中喷淋磷酸酯类阻燃剂,使芯层获得一定的阻燃性能,随后在表面层薄毡上均匀的撒上膨胀石墨。以此所得复合材料,表层由于膨胀石墨的存在可阻隔外界氧气的渗入,而芯层的阻燃性物质在高温时可分解释放气体以稀释内部的氧气浓度,因此可获得高效的阻燃效果。3、产品技术性能水平与国内外同类产品的比较竹纤维增强聚丙烯复合材料以短切竹纤维和短切聚丙烯纤维为原料采用上下针刺复合技术制备而成,具有优异力学强度、抗霉变性能,符合汽车内饰件的阻燃要求。在竹纤维改性、纤维结构比例、以及针刺复合工艺等技术上有显著创新,技术处国内领先水平。项目产品与国内外同类产品比较的先进性：采用竹纤维替代原来普遍的玻璃纤维、麻纤维等,具备其他纤维增强聚丙烯材料所没有的抗霉变性能。产品成熟程度1、产品已通过国家权威检测机构检测符合相关标准要求。产品经SGS检验,各项指标均符合Q/HJ421-2014《竹纤维增强聚丙烯复合材料》企业标准要求。2、用户使用意见产品经安徽京通汽车附件制造有限公司、丹阳美利达塑业有限公司、重庆市久满汽车内饰件有限公司,反映良好,认为我公司生产竹纤维增强聚丙烯复合材料,其产品的冲击强度、弯曲强度均能达到要求,且具备抗霉变、阻燃等性能,可替代原有的玻璃纤维增强聚丙烯复合材料。该复合板材在成型后的零部件符合质量要求。