纖維增強(qiáng)聚合物復(fù)合材料的強(qiáng)度、剛度和尺寸穩(wěn)定性等均優(yōu)于未增強(qiáng)的聚合物基體材料。近年來，以玻璃纖維（GF）、碳纖維（CF）和芳綸纖維為增強(qiáng)材料的長纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料已應(yīng)用于汽車、航空航天、電子電氣、機(jī)械等領(lǐng)域。其強(qiáng)度高、密度小、價(jià)格低、易于回收利用，被認(rèn)為是可替代鋼材而使汽車輕量化的理想材料，加快了高性能塑料替代金屬材料的步伐[1]。
　　當(dāng)今，隨著汽車數(shù)量持續(xù)增加，降低汽車油耗、減少尾氣排放、保護(hù)大氣環(huán)境已成為全球最為關(guān)注的問題。汽車輕量化設(shè)計(jì)可以降低油耗，而采用高性能的汽車輕量化材料制作汽車零部件可作為最有效的手段之一。另外，航天航空等對(duì)先進(jìn)、高性能材料的需求的也日益增加。因此，長纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料研究開發(fā)引起了復(fù)合材料界的高度重視，并且近年來已成為一類迅速發(fā)展的高性能復(fù)合材料。目前，長纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料在工業(yè)發(fā)達(dá)國家（美國、法國、日本等）發(fā)展和應(yīng)用較快，并走在世界的前列。我國長纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料的研制工作起步較晚，長纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料在國內(nèi)汽車零配部件上的開發(fā)、設(shè)計(jì)與應(yīng)用也只有少量制品，總體上還處于剛起步階段。
　　1 長纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料的特點(diǎn)
　　與傳統(tǒng)的短纖維增強(qiáng)粒料相比，長纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料在結(jié)構(gòu)上有著顯著不同：長纖維粒料中，纖維在樹脂基體中沿軸向平行排列和分散，纖維長度等于粒料長度，且被樹脂充分浸漬；而在短纖維粒料內(nèi)，纖維無序地分散于基體當(dāng)中，其長度遠(yuǎn)小于粒料的長度且不均勻。
　　短纖維與長纖維粒料結(jié)構(gòu)上的不同主要取決于制備工藝的不同：后者在制備過程中纖維一直處于連續(xù)狀態(tài)，經(jīng)切粒后得到固定的長度；而前者在制備之前要先進(jìn)行粉碎，然后再與樹脂基體通過螺桿擠出機(jī)擠出后造粒制得，或者是連續(xù)纖維與樹脂基體經(jīng)螺桿擠出機(jī)共同擠出后造粒制得。可見，短纖維粒料的在制備過程中都要經(jīng)過螺桿擠出機(jī)的擠出工序，而在這個(gè)過程中因?yàn)槭艿铰輻U和熔體的剪切力作用，大部分纖維被嚴(yán)重?fù)p壞，纖維長度大大減小。
　　短纖維與長纖維粒料結(jié)構(gòu)的不同導(dǎo)致了兩者在性能上也存在明顯差異。與短纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料相比，長纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料具有以下優(yōu)點(diǎn)。
　 （1）長纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料的纖維長度較長，而且纖維分散較為均勻，可以顯著提高復(fù)合材料的力學(xué)性能，如拉伸、彎曲、沖擊性能等。
　 （2）比剛度和比強(qiáng)度高，抗沖擊性能好，更適用于制作汽車部件。
　 （3）耐蠕變性能高，尺寸穩(wěn)定性好，可以提高制件的精度。
　 （4）耐疲勞性能優(yōu)良，在高溫和潮濕的環(huán)境中穩(wěn)定性更好。
　　2 長纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料的性能影響因素
　　長纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料的性能主要由纖維含量、纖維長度、界面狀態(tài)以及注塑過程中纖維的取向等因素決定[2]。
　　2.1 纖維含量
　　一般來講，隨纖維含量增加復(fù)合材料的力學(xué)性能和尺寸穩(wěn)定性增強(qiáng)，但纖維含量高時(shí)，在加工過程中熔體的流動(dòng)性變差，纖維分布不均勻，從而導(dǎo)致其力學(xué)性能隨纖維含量繼續(xù)增加而增加的幅度下降，甚至有些性能反而會(huì)下降。
　　2.2 纖維長度
　　纖維長度對(duì)復(fù)合材料的力學(xué)性能影響很大，在一定長度范圍內(nèi)，其力學(xué)性能隨纖維長度增加而提高。由于纖維增強(qiáng)材料受到外力作用時(shí)，纖維在界面剪切力的作用下?lián)艹龊蛿嗔眩漳芰吭蕉嗖牧狭W(xué)性能越好。當(dāng)纖維長度大時(shí)，纖維的撥出和斷裂可吸收較多能量；當(dāng)纖維長度小時(shí)，纖維未斷裂之前，就與基體分離，纖維未能充分發(fā)揮其增強(qiáng)作用，甚至只起填充材料作用。長纖維復(fù)合材料經(jīng)過加工制件后，其纖維長度雖有破壞，但保留長度仍遠(yuǎn)大于短玻璃纖維增強(qiáng)產(chǎn)品，所以其綜合性能優(yōu)于短纖維增強(qiáng)復(fù)合材料。但當(dāng)纖維長度達(dá)到一定數(shù)值后，隨纖維長度的增加，復(fù)合材料力學(xué)性能提高效果不明顯，甚至一些性能會(huì)下降。這是因?yàn)槔w維長度很長時(shí)，纖維在復(fù)合材料中彎曲、纏結(jié)，纖維承力的有效長度沒有變大。
　　2.3 界面狀態(tài)
　　界面存在于纖維和樹脂基體之間，其功能作用為傳遞載荷。而纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的界面面積很大，因此對(duì)復(fù)合材料性能影響很大。均勻、恒定、適當(dāng)強(qiáng)度大小的界面可以抵抗多種熱應(yīng)力和變形應(yīng)力，以保證把樹脂基體受到的載荷有效地傳遞給纖維。
　　2.4 纖維取向
　　纖維增強(qiáng)復(fù)合材料性能直接與纖維分布取向相關(guān)聯(lián)，在纖維取向方向上復(fù)合材料具有更高強(qiáng)度和剛度。因此，復(fù)合材料中纖維取向性越小，其分布越均勻，制品的各向異性越小。
　　3 長纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料的發(fā)展趨勢(shì)及展望
　　長纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料具有高強(qiáng)度、高抗沖擊性能、耐蠕變性能和好的尺寸穩(wěn)定性等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于汽車、航天航空、建筑、機(jī)械、體育器械、電子/電氣、包裝等行業(yè)。其中，長玻璃纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料在汽車制造的應(yīng)用最為廣泛，因?yàn)樗鼈兂霰姷膹?qiáng)度和模量可以大量的減輕重量，并且相對(duì)的易于制造和加工。車輛重量的減輕總的來說是提高燃料的利用率，在這方面降低生產(chǎn)成本實(shí)質(zhì)上是獲得了環(huán)境和經(jīng)濟(jì)效益。通常，長玻璃纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材的一些優(yōu)點(diǎn)甚至超過了金屬，包括高的抗沖擊性能、好的韌性、改善阻尼和抗腐蝕性，并且易于成型和循環(huán)利用。因此，長玻璃纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材已經(jīng)被用于設(shè)計(jì)和制造各種各樣的組件，包括汽車等的儀表盤、車座殼體、電池殼、備用輪胎倉等[3]。
　　長纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料已廣泛用于汽車、建材、電子電器、機(jī)械等行業(yè)。我國汽車、建材等行業(yè)正處于快速發(fā)展階段。而目前我國各行業(yè)所用的長纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料主要是靠進(jìn)口。因此，如何在已有研究的基礎(chǔ)上，自主研究開發(fā)高性能的長纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料，加快推動(dòng)其產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程，將有利于降低能耗、節(jié)約資源和減少污染。這符合我國建設(shè)節(jié)約型社會(huì)及可持續(xù)發(fā)展的原則，是目前復(fù)合材料領(lǐng)域面臨的一項(xiàng)重要任務(wù)。