Що таке термопластичний композитний матеріал?
Останніми роками розвиток термопластичних композитів, посилених волокном, на основі термопластичної смоли, швидкий, і дослідження та розробка такого роду високоефективних композитів починаються у світі. Термопластичні композити відносяться до термопластичних полімерів (таких як поліетилен (PE), поліамід (ПА), поліфенілен сульфід (PPS), поліеферії (PEI), поліефриновий кетон (PEKK) та поліефірні кетон (Peek) як матриця тощо) як арматури.
Термопластичні композити на основі ліпідів в основному включають зерноподібні зернові волокно, армовані волокно (LFT) безперервні волокна, армовані волокно, армовані термопластичні композити (CMT). Відповідно до різних вимог до використання, матриця смоли включає PPE-PAPRT, PELPCPES, Peekpi, PA та інші термопластичні інженерні пластмаси, а розмір включає всі можливі сорти волокна, такі як скляне сухе віскозне волокна та волокно бору. З розвитком технології композиту Thermoplastic Slime Matrix та її переробленню, розвиток такого роду композитного матеріалу швидший. Термальний суперкомпідоблив становив понад 30% від загальної кількості композиційного матеріалу з матричного матриця в розвинених країнах Європи та Америки.
Термопластична матриця
Термопластична матриця - це своєрідний термопластичний матеріал, він має хороші механічні властивості та тепловідповідальність, може використовуватися при виготовленні різних промислових запасів. Термопластична матриця характеризується високою міцністю, високою теплостійкістю та хорошою корозійною стійкістю.
В даний час термопластичні смоли, що застосовуються до авіаційного поля, переважно високотемпературні та високоефективні матриці смоли, включаючи PEEK, PPS та PEI. Серед них аморфний PEI більш широко використовується в структурі літальних апаратів, ніж напівкристалічний PPS, і заглядає з високою температурою ліплення через меншу температуру обробки та вартість обробки.
Термопластична смола має кращі механічні властивості та хімічну резистентність до корозії, більш високу температуру обслуговування, високу специфічну міцність і твердість, відмінна стійкість до руйнування та пошкодження, відмінна стійкість до втоми, можуть бути формовані у складну геометричну форму та структуру, регульовану термічну провідність, переробність, хорошу стабільність у суворих середовищах, повторюваних формувань, зварювання та ремонтних характеристик.
Композитний матеріал, що складається з термопластичної смоли та арматури, має довговічність, високу міцність, високу стійкість до удару та толерантність до пошкодження. Fiber Prepreg більше не потрібно зберігати при низькій температурі, необмежений період зберігання попереднього препрегу; Короткий цикл формування, зварювання, висока ефективність виробництва, легкий у ремонті; Відходи можуть бути перероблені; Свобода дизайну продукту велика, може бути зроблена у складній формі, утворюючи пристосованість та багато інших переваг.
Підсилюючий матеріал
Властивості термопластичних композитів залежать не лише від властивостей смоли та армованого волокна, але й тісно пов'язані з режимом армування волокна. Режим армування волокна термопластичних композитів включає три основні форми: коротке арматура волокон, арматура довгих волокон та безперервне арматура волокон.
Взагалі, армовані штапельні волокна завдовжки від 0,2 до 0,6 мм, і оскільки більшість волокон діаметром менше 70 мкм, основні волокна більше схожі на порошок. Термопластики з короткими волокнами, як правило, виготовляють шляхом змішування волокон у розплавлену термопластику. Довжина волокна та випадкова орієнтація в матриці дозволяють відносно легко досягти хорошого змочування. Порівняно з довгими волокнами та безперервними волокнистими матеріалами, композити коротких волокон найпростіше виготовити з мінімальним поліпшенням механічних властивостей. Композити з штапельного волокна, як правило, формуються або екструдовані для формування кінцевих компонентів, оскільки основні волокна мають менший вплив на плинність.
Довжина волокна довгих волокон, армованих композитами, як правило, становить близько 20 мм, що зазвичай готується шляхом безперервного волокна, змоченого в смолу і розрізається на певну довжину. Загальний процес, що використовується, - це процес пультрузії, який виробляється шляхом намалювання безперервної суміші волокна та термопластичної смоли за допомогою спеціального лиття. В даний час структурні властивості термопластичного композиту, що підсилюється довгим волокном, можуть досягти більш ніж 200 мПа, а модуль може досягти більш ніж 20 гпА друком FDM, а властивості будуть кращими шляхом ліплення введення.
Волокна в композитах безперервного волокна "безперервні" і змінюються за довжиною від кількох метрів до декількох тисяч метрів. Безперервні волоконні композити, як правило, забезпечують ламінати, препреги або плетені тканини тощо, утворені шляхом просочення безперервних волокон з потрібною термопластичною матрицею.
Які характеристики композитів, підв'язаних волокном
Композит з армованою клітковиною виготовляється з армованих волоконних матеріалів, таких як скловолокна, вуглецеве волокно, арамідне волокно та матричні матеріали за допомогою обмотки, ліплення або процесу лиття. Відповідно до різних арматурних матеріалів, загальні композити, посилені волокном, можна розділити на армований скловолокно композит (GFRP), армований вугле волокон (CFRP) та арамідний волокнистий композит (AFRP).
Композити, посилені волокнами, мають такі характеристики:
(1) висока специфічна міцність та великий специфічний модуль;
(2) властивості матеріалу можна побудувати;
(3) хороша резистентність до корозії та довговічність;
(4) Коефіцієнт теплового розширення схожий на коефіцієнт бетону.
Ці характеристики змушують матеріали FRP можуть задовольнити потреби розвитку сучасних споруд до великого прольоту, високого, важкого навантаження, світла та високої міцності та роботи в суворих умовах, але також для задоволення вимог розвитку сучасної будівельної індустріалізації, тому вона все більш широко використовується в різних цивільних будівлях, мостах, шосе, океанах, гідравлічних структур та підґрунтях та інших полів.
Термопластичні композити мають великі перспективи розвитку
Згідно з повідомленням, очікується, що глобальний ринок термопластичних композитів досягне 66,2 млрд. Дол. Це збільшення можна пояснити зростаючим попитом на продукцію в аерокосмічному та автомобільному секторах та експоненціальному зростанню в будівельному секторі. Термопластичні композити використовуються при будівництві житлових будівель, інфраструктури та водопостачання. Властивості, такі як відмінна сила, міцність та здатність переробляти та переробляти, роблять термопластичні композити ідеальними для будівництва застосувань.
Термопластичні композити також будуть використані для виготовлення резервуарів для зберігання, легких конструкцій, віконних рамок, телефонних полюсів, перил, труб, панелей та дверей. Автомобільна промисловість - одна з ключових сфер застосування. Виробники зосереджуються на підвищенні ефективності палива, замінюючи метали та сталь легкими термопластичними композитами. Наприклад, вуглецеве волокно важить одну п’яту стільки сталь, тому це допомагає зменшити загальну вагу транспортного засобу. За даними Європейської комісії, ціль кришки викидів вуглецю для автомобілів буде підвищена з 130 грам на кілометр до 95 грам на кілометр до 2024 року, що, як очікується, збільшить попит на термопластичні композити в галузі виробництва автомобільних виробів.
Перспектива термопластичних композитів величезна, а вітчизняні виробники вкладають значні кошти в дослідження та розробки. Ми сподіваємось, що з спільними зусиллями всіх у майбутньому вітчизняні композитні технології можуть бути на міжнародній позиції.
Час посади: квітня-21-2023