Što je termoplastični kompozitni materijal?
Posljednjih godina razvoj termoplastičnih kompozita ojačanih vlaknima temeljen na termoplastičnoj smoli je brz, a istraživanje i razvoj ovakvih kompozita visokih performansi počinju u svijetu. Termoplastični kompoziti odnose se na termoplastične polimere (poput polietilena (PE), poliamida (PA), polifenilen sulfida (PPS), polieterskog imida (PEI), polieterskog ketona (PEKK) i polieterskog ketona (PEEK) asbisnih vlakana (kao što su kompozitni vlaknovi materijali (kao što su kompozitni vlakni materijali, matrice, kao što su kompozitni vlaknici, a arizirani vlaknici, kao što su kompozitni vlaknici napravljeni od kompozitnih vlakana (kao što su kompozitni vlaknici napravljeni od kompozitnih vlaka. Kao materijali za pojačanje.
Termoplastični kompoziti na bazi lipida uglavnom uključuju dugačke granularne (LFT) kontinuirane vlaknastim vlaknima ojačanim prepeg MT i staklenim vlaknima ojačanim termoplastičnim kompozitima (CMT). Prema različitim zahtjevima za uporabu, matrica smole uključuje PPE-PAPRT, PELPCPES, PEEKPI, PA i druge termoplastične inženjerske plastike, a dimenzija uključuje sve moguće sorte vlakana poput staklene suhe viskozne arilne vlakna i buronskih vlakana. S razvojem tehnologije kompozita matrice termoplastične smole i njegove reciklabilnosti, razvoj ove vrste kompozitnog materijala je brži. Toplinski superkompound činio je više od 30% ukupne količine kompozitnog materijala matrice stabala u razvijenim zemljama u Europi i Americi.
Termoplastična matrica
Termoplastična matrica je vrsta termoplastičnog materijala, ima dobra mehanička svojstva i otpornost na toplinu, može se koristiti u proizvodnji različitih industrijskih potrepština. Termoplastična matrica karakterizira velika čvrstoća, visoka otpornost na toplinu i dobra otpornost na koroziju.
Trenutno su termoplastične smole primijenjene na zrakoplovnom polje uglavnom otporne na visoku temperaturu i matricu smole visokih performansi, uključujući PEEK, PPS i PEI. Među njima se amorfni PEI šire koristi u strukturi zrakoplova od polukristalnih PPS-a i zavirite s visokom temperaturom oblikovanja zbog niže temperature obrade i troškova prerade.
Termoplastična smola ima bolja mehanička svojstva i kemijsku otpornost na koroziju, veću servisnu temperaturu, visoku specifičnu čvrstoću i tvrdoću, izvrsnu žilavost loma i toleranciju na oštećenja, izvrsnu otpornost na zamoru, mogu se oblikovati u složen geometrijski oblik i strukturu, podesivu toplinsku vodljivost, reciklabilnost, dobru stabilnost, ponavljajuća okoliša, zavarivanje.
Kompozitni materijal sastavljen od termoplastične smole i ojačanog materijala ima izdržljivost, visoku žilavost, visoku otpornost na udarce i toleranciju na oštećenja. Pretpreg vlakana više se ne treba čuvati na niskoj temperaturi, neograničeno razdoblje skladištenja preprega; Kratki ciklus formiranja, zavarivanje, visoka učinkovitost proizvodnje, jednostavan za popravak; Otpad se može reciklirati; Sloboda dizajna proizvoda je velika, može se pretvoriti u složen oblik, formirajući prilagodljivost i mnoge druge prednosti.
Ojačavajući materijal
Svojstva termoplastičnih kompozita ne samo da ovise o svojstvima smole i ojačanim vlaknima, već su i usko povezana s načinom pojačanja vlakana. Način ojačanja vlakana termoplastičnih kompozita uključuje tri osnovna oblika: kratka armatura vlakana, dugačka armatura vlakana i kontinuirano ojačanje vlakana.
Općenito, vlakna ojačana ojačana su 0,2 do 0,6 mm, a budući da je većina vlakana promjera manje od 70 μm, osnovna vlakna više liče na prah. Termoplastika ojačana kratkom vlaknom uglavnom se proizvodi miješanjem vlakana u rastopljenu termoplastiku. Duljina vlakana i nasumična orijentacija u matrici olakšavaju postizanje dobrog vlaženja. U usporedbi s dugim materijalima ojačanim vlaknima i kontinuiranim vlaknima, kompoziti kratkih vlakana najlakše su izraditi s minimalnim poboljšanjem mehaničkih svojstava. Kompoziti od glavnih vlakana obično su oblikovani ili ekstrudirani kako bi tvorili konačne komponente, jer osnovna vlakna imaju manje utjecaja na fluidnost.
Duljina vlakana dugih kompozita ojačanih vlaknima općenito je oko 20 mm, što se obično priprema kontinuiranim vlaknima vlaženim u smolu i izrezana na određenu duljinu. Uobičajeni postupak je postupak pultruzije, koji se stvara crtanjem kontinuirane mješavine vlakana i termoplastične smole kroz posebnu kalupnu matricu. Trenutno, strukturna svojstva termoplastičnog kompozita ojačanih dugim vlaknima mogu doseći više od 200 mPa, a modul može dostići više od 20GPa FDM ispisa, a svojstva će biti bolja injekcijskim oblikovanjem.
Vlakna u kontinuiranim kompozitima ojačanim vlaknima su "kontinuirana" i razlikuju se u duljini od nekoliko metara do nekoliko tisuća metara. Kontinuirani kompoziti vlakana općenito pružaju laminate, predpregove ili pletene tkanine, itd., Aspregniranje kontinuiranih vlakana s željenom termoplastičnom matricom.
Koje su karakteristike kompozita ojačanih vlaknima
Kompozit ojačani vlaknima izrađen je od ojačanih materijala od vlakana, poput staklenih vlakana, ugljičnih vlakana, aramidskog vlakana i matričnih materijala kroz namotavanje, oblikovanje ili praćenje lijevanja. Prema različitim materijalima za armaturu, uobičajeni kompoziti ojačani vlaknima mogu se podijeliti na kompozit ojačani staklenim vlaknima (GFRP), kompozit ojačan ugljičnim vlaknima (CFRP) i aramidskim vlaknima ojačani kompozit (AFRP).
Kompoziti ojačani vlaknima imaju sljedeće karakteristike:
(1) visoka specifična čvrstoća i veliki specifični modul;
(2) svojstva materijala su određena;
(3) dobra otpornost na koroziju i trajnost;
(4) Koeficijent toplinske ekspanzije sličan je onom betona.
Ove karakteristike čine FRP materijale mogu zadovoljiti potrebe razvoja modernih struktura do velikog raspona, uzdizanja, velikog opterećenja, svjetla i velike čvrstoće i rada pod teškim uvjetima, ali i kako bi se ispunili zahtjevi razvoja moderne građevinske industrijalizacije, tako da se sve više i šire koristi u različitim civilnim zgradama, mostovima, automa, oceanima i podzemnim strukturama.
Termoplastični kompoziti imaju velike izglede za razvoj
Prema izvješću, očekuje se da će globalno tržište termoplastičnih kompozita do 2030. doseći 66,2 milijarde USD, sa složenom godišnjom stopom rasta od 7,8% tijekom predviđenog razdoblja. Ovo povećanje može se pripisati rastućoj potražnji proizvoda u zrakoplovnim i automobilskim sektorima i eksponencijalnom rastu u građevinskom sektoru. Termoplastični kompoziti koriste se u izgradnji stambenih zgrada, infrastrukturnih i vodovodnih objekata. Svojstva kao što su izvrsna čvrstoća, žilavost i sposobnost recikliranja i preuređenih čine termoplastične kompozite idealnim za izgradnju primjene.
Termoplastični kompoziti također će se koristiti za proizvodnju spremnika, laganih struktura, okvira prozora, telefonskih stupova, ograde, cijevi, ploča i vrata. Automobilska industrija jedno je od ključnih područja primjene. Proizvođači se fokusiraju na poboljšanje učinkovitosti goriva zamjenom metala i čelika laganim termoplastičnim kompozitima. Ugljična vlakna, na primjer, teži petiva koliko i čelika, tako da pomaže u smanjenju ukupne težine vozila. Prema Europskoj komisiji, cilj kapice za emisiju ugljika za automobile bit će podignut sa 130 grama na kilometru do 95 grama na kilometru do 2024. godine, što se očekuje da će povećati potražnju za termoplastičnim kompozitima u automobilskoj proizvodnoj industriji.
Izgledi za termoplastične kompozite su ogromni, a domaći proizvođači ulažu u istraživanje i razvoj. Nadamo se da će zajedničkim naporima svih u budućnosti domaća kompozitna tehnologija biti na vodećoj poziciji međunarodnog.
Vrijeme posta: travanj-21-2023