降本增效是材料替换时每一个终端客户最关心的话题之一，所选的材料是不是最合适的？有没有被奸商忽悠做冤大头用了最贵的材料？性能是不是过剩了？国外原料商不停的卡脖子，又是涨价函又是断供、交期又长等等，不胜其烦……
其实，既要马儿跑得快，又要马儿不吃草显然是不现实的。材料替换时，首先需要了解你产品的核心性能指标是什么？哪些指标是可以放宽？哪些是可以舍弃的？材料更换后会影响到哪些指标？能不能通过设计方式去弥补？……因此，材料切换是一个综合的系统性的问题。
本文以广泛使用的PP为例，谈谈塑料代替的一些思路，供抛砖引玉之效。
首先，先从塑料金字塔来看看不同材料的站位。PP材料属于结晶性材料，同时处在塑料金字塔的最底层，代表最广泛的用途，属于通用级别的材料，用量仅次于同门兄弟PE材料。
PP是以丙烯为单体经配位聚合制的的聚合物，是五大通用塑料PE、PP、PVC、PS、ABS之一。
PP分子结构式
1. 无色、无味、五毒，未添加的PP材料复合FDA等食品级材质要求；
2. 由于PP的结晶性，本色乳白半透明，透明度比PE好；
3. 比重低至0.9，比水小几乎是最轻的塑料之一；
4. 韧性好，特别是反复抗弯折能力，俗称百折胶；
5. 耐热性比PE好，最高可以达到120°C；
6. 耐水解性好，可以高温蒸汽消毒；
7. 耐化学性特别是耐酸性很好，可以由于储存浓硫酸的容器；
8. 户外使用容易受光，紫外线等老化。
按分子链中的甲基(-CH3）的空间位置不同分为等规、间规和无规三类。
1.等规聚丙烯，英文缩写为IPP：分子中每个含甲基(-CH3)的碳原子都有相同的构型，因为结构更紧密，综合性能更高，用量最广；
2.间规聚丙烯，英文缩写为SPP：分子中含有甲基(-CH3)的碳原子分为两种不同构型且交替排列；
3.无规聚丙烯，英文缩写为APP：主链上所连甲基(-CH3)在主平面上下两方呈无规则排列。
3类PP分子结构式
PP的改性可以分为物理改性和化学改性。
PP材料通过填充玻纤、矿物质、碳纤等可以增加PP材料的刚性和模量，减少收缩导致的材料变形，但同时材料韧性下降。通过添加抗UV剂，防老剂可以改善PP的户外使用性能，添加阻燃材料可以改善PP的阻燃性能。
PP加玻璃纤维材料用于汽车保险杠
通过在PP主链上接入其他单体如乙烯生产共聚PP材料，可以改善材料的低温性能。
共聚PP-R管材
1. PP 替换 PC or ABS
2. 长玻纤填充PP 替换 PA6
案例应用：手机包装盒
该产品为某品牌高端手机包装盒，材质为PC EXL1414（点击查看超级物性表），我们看看替换为PP材质的可行性。
从上表看到：
1. PP材料在重量、韧性、成型加工方面具备很大的优势；
2. 外观方面PP会略显抵挡，但可以通过二次加工（如喷涂、贴膜等）改进；
3. 强度方面，PP模量较低，但可以增加厚度达到同样的效果（厚度2mm加到3mm）；
4. 由于收缩率不同，模具不能共用，尺寸精度对于包装产品也可以满足。
类似应用：空调、电饭煲面板、洗衣机侧板、甚至电视机后壳（防火PP）都可以考虑使用。
为了使玻璃纤维在塑料中很好地起到提高强度的作用，必须使玻璃纤维长度大于其临界长度Lo。有关资料表明，当纤维长度小于此临界长度的纤维增强塑料受到一定载荷时，纤维就会被拔出，纤维的强度就不能得到充分发挥。临界长度Lo与具体的塑料品种有关，就玻纤增强聚丙烯而言，其Lo为3.1mm。
由此表明，破坏模式主要是纤维被拔出而无法满足模块载体材料的强度要求。因此，开发应用长玻纤增强聚丙烯及其注射成型技术，就是要制备出增强玻纤长度在10mm左右的聚丙烯原料，并通过改进的注射成型工艺，保证制品中的玻纤长度在3.1mm以上。
LFT与短纤维增强热塑性复合材料相比的优点：
· 纤维长度较长，明显提高制品的力学性能；
· 比刚度和比强度高，抗冲击性能好，特别适合汽车部件的应用；
· 耐蠕变性能提高，尺寸稳定性好，部件成型精度高；
· 耐疲劳性能优良；
· 在高温和潮湿环境中的稳定性更好；
· 成型过程中纤维可以在成型模具中相对移动，纤维损伤小。
应用案例
无人机起落架
汽车前端模块
PP 长玻纤VS PA6 短玻纤性能比较
从上表看到
1.PP 40%LGF材料在短时机械强度方面与PA6 30% 短玻纤材料相差不大，而且在长期受力方面比PA更好；
两种材料在长时间应力作用下的蠕变
2.PP材料在重量，尺寸稳定性，成型加工方面具备更大的优势；
3.外观光泽方面PP会略差，更高阻燃，更高温度（150°以上）等条件下PA更有优势。
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