Viime vuosina kuituvahvisteinen kehitys on ollut nopeaatermoplastiset komposiitit termoplastisia hartseja matriisina, ja näiden korkean suorituskyvyn komposiittien tutkimus- ja kehitystyö lisääntyy maailmanlaajuisesti. Termoplastiset komposiitit ovat komposiitteja, jotka on valmistettu kestomuovisista polymeereistä, kuten polyeteenistä (PE), polyamidista (PA), polyfenyleenisulfidista (PPS), polyeetteri-imidistä (PEI), polyeetteriketoni (PEKK) ja polyeetteriketoni (PEEK) matriisina ja erilaisista jatkuvista/epäjatkuvista kuidut (esim. hiilikuidut, lasikuidut, aramidikuidut jne.
Termoplastiset rasvapohjaiset komposiitit ovat pääasiassa pitkäkuituvahvisteisia lämpömuoveja (LFT), jatkuvatoimisia esikyllästettyjä MT-teippejä ja lasimattovahvisteisia lämpömuoveja (CMT).
Erilaisten vaatimusten mukaan hartsimatriisissa on PPE.PAPRT, PELPCPES, PEEKPI, PA ja muita termoplastisia teknisiä muoveja.
Termoplastinen matriisi
Termoplastinen matriisi on eräänlainen termoplastinen materiaali, jolla on hyvät mekaaniset ominaisuudet ja lämmönkestävyys ja jota voidaan käyttää monenlaisissa teollisuustuotteissa. Termoplastisella matriisilla on korkea lujuus, lämmönkestävyys ja hyvä korroosionkestävyys.
Ilmailusovelluksissa tällä hetkellä käytetyt termoplastiset hartsit ovat pääasiassa korkean lämpötilan ja suorituskykyisiä hartsimatriiseja, mukaan lukien PEEK, PPS ja PEI, joista amorfista PEI:tä käytetään yleisemmin ilmailusovelluksissa kuin puolikiteistä PPS:ää ja PEEK:a, joista amorfinen PEI. on enemmän sovelluksia lentokoneiden rakenteissa kuin puolikiteinen PPS ja korkea muovauslämpötila PEEK alhaisemman käsittelylämpötilansa ja käsittelykustannusten vuoksi.
Termoplastisilla hartseilla on paremmat mekaaniset ominaisuudet ja kemiallinen kestävyys, korkeampi käyttölämpötila, korkea ominaislujuus ja kovuus, erinomainen murtolujuus ja vaurioituminen, erinomainen väsymiskestävyys, kyky muovata monimutkaisia geometrioita ja rakenteita, säädettävä lämmönjohtavuus, kierrätettävyys, hyvä stabiilisuus ankarissa olosuhteissa. , toistettava muovaus ja hitsattavuus jne.
Komposiitit kestomuovihartsista ja lujitemateriaalista koostuvilla tuotteilla on monia etuja, kuten kestävyys, korkea sitkeys, korkea iskunkestävyys ja vaurioiden sietokyky; kuituprepregiä ei tarvitse varastoida uudelleen alhaisessa lämpötilassa, rajoittamaton prepreg-varastointiaika; lyhyt muovausjakso, hitsattava, korkea tuottavuus, helppo korjata; romu voidaan kierrättää ja käyttää uudelleen; suuri tuotesuunnittelun vapaus, voidaan tehdä monimutkaisia muotoja, laaja muovattavuus jne.
Vahvistava materiaali
Yleensä lyhyiden kuituvahvisteisten kuitujen pituus on 0,2-0,6 mm, ja koska useimmat kuidut ovat halkaisijaltaan alle 70 μm, lyhyet kuidut näyttävät enemmän jauheelta. Lyhytkuituvahvisteisia kestomuoveja valmistetaan yleensä sekoittamalla kuituja sulaan kestomuoviin. Kuitujen pituus ja satunnainen suuntaus matriisissa tekevät hyvän kostutuksen saavuttamisesta suhteellisen helppoa, ja lyhyet kuitukomposiitit ovat helpoimpia valmistaa pitkiin ja jatkuviin kuituvahvisteisiin materiaaleihin verrattuna, mutta mekaaniset ominaisuudet paranevat vähiten. Lyhytkuitukomposiiteista on taipumus muotoilla lopullisia osia muovaus- tai ekstruusiomenetelmillä, koska lyhyillä kuiduilla on vähemmän vaikutusta virtaukseen.
Pitkäkuituvahvisteiset komposiitit ovat tyypillisesti noin 20 mm pituisia kuituja ja ne valmistetaan tavallisesti käyttämällä jatkuvia kuituja, joihin on tunkeutunut hartsia ja jotka sitten leikataan tiettyyn pituuteen. Tyypillisesti käytetty prosessi on pultruusiomuovausprosessi, jossa kuitujen ja kestomuovihartsin sekoituksesta valmistetaan jatkuva roving venyttämällä kuidut erityisen muovausmuotin läpi. Tällä hetkellä pitkillä kuiduilla vahvistetuilla PEEK-termoplastisilla komposiiteilla voidaan saavuttaa yli 200 MPa:n rakenteellisia ominaisuuksia FDM-tulostuksen avulla ja yli 20 GPa:n moduulia ja parempi suorituskyky ruiskuvalulla.
Jatkuvien kuituvahvisteisten komposiittien kuidut ovat "jatkuvia" ja niiden pituus vaihtelee muutamasta metristä useisiin tuhansiin metriin. Jatkuvia kuitukomposiitteja on yleensä saatavana laminaatteina, prepreg-nauhoina tai punoksina, jotka on muodostettu kyllästämällä haluttu kestomuovimatriisi jatkuvilla kuiduilla.
Mitkä ovat kuiduilla vahvistettujen komposiittimateriaalien ominaisuudet?
Kuituvahvisteiset komposiitit ovat komposiitteja, jotka on muodostettu käämimällä, muovaamalla tai pultruusioprosesseilla lujittavia kuitumateriaaleja, kuten lasikuitua, hiilikuitua, aramidikuitua jne. ja matriisimateriaalia. Eri lujitemateriaalien mukaan yleiset kuituvahvisteiset komposiitit jaetaan lasikuituvahvisteisiin komposiitteihin (GFRP), hiilikuituvahvisteisiin komposiitteihin (CFRP) ja aramidikuituvahvisteisiin komposiitteihin (AFRP).
Seuraavien kuituvahvisteisten komposiittien ominaisuuksien vuoksi:
(1) suuri lujuus ja korkea moduuli;
(2) materiaaliominaisuuksien mitoitettavuus;
(3) hyvä korroosionkestävyys ja kestävyys;
(4) lämpölaajenemiskerroin, joka on samanlainen kuin betonin.
Nämä ominaisuudet tekevätFRP-materiaalitvoi täyttää nykyaikaisten rakenteiden tarpeet suurelle jännevälille, jyrkälle, raskaalle kuormitukselle, keveydelle ja suurelle lujuudelle sekä työskennellä ankarissa olosuhteissa ja täyttää myös nykyaikaisen teollistuneen rakennusten kehittämisen vaatimukset, joten sitä käytetään yhä laajemmin erilaisissa siviilirakennuksissa, silloissa, moottoriteillä, meri-, vesi- ja maanalaisissa rakenteissa.
Klikkaa tästälisätietoja komposiittimateriaaleistaGRECHO lasikuitu
Postitusaika: 31.3.2023
