Какво е термопластичен композитен материал?
През последните години разработването на термопластични композити, подсилени с влакна, базирани на термопластична смола, е бързо и изследванията и разработването на този вид високоефективни композити започват в света. Термопластични композити се отнасят до термопластични полимери (като полиетилен (PE), полиамид (PA), полифениленов сулфид (PPS), полиетер имид (PEI), полиферско кетон (PEKK) и полиетер етер кетон (PEEK) като матрица. Укрепващи материали.
Термопластичните композити на липидна основа включват главно дълги влакна, подсилени с продължителни фибри (LFT) непрекъснати влакна, подсилени с предплани и стъклени влакна, подсилени с термопластични композити (CMT). Според различни изисквания за употреба, матрицата на смолата включва PPE-PAPRT, PELPCPES, Peekpi, PA и други термопластични инженерни пластмаси, а размерът включва всички възможни сортове влакна, като стъклена вискозна арилова влакна и бор. С развитието на технологията на термопластичния матричен композит на смолата и неговата рециклируемост, развитието на този вид композитен материал е по -бързо. Термичният суперкомплект представлява повече от 30% от общото количество композитен материал на матрицата на дърветата в развитите страни в Европа и Америка.
Термопластична матрица
Термопластичната матрица е вид термопластичен материал, има добри механични свойства и топлинна устойчивост, може да се използва при производството на различни промишлени доставки. Термопластичната матрица се характеризира с висока якост, висока топлинна устойчивост и добра устойчивост на корозия.
Понастоящем термопластичните смоли, приложени към авиационното поле, са главно устойчиви на висока температура и високоефективна смола, включително Peek, PPS и PEI. Сред тях аморфният PEI се използва по-широко в структурата на самолетите, отколкото полукристалната PPS и наднича с висока температура на формоване поради по-ниската му температура на обработка и разходи за обработка.
Термопластичната смола има по -добри механични свойства и химическа устойчивост на корозия, по -висока температура на обслужване, висока специфична якост и твърдост, отлична издръжливост на счупване и поносимост на уврежданията, отлична устойчивост на умора, може да бъде оформена в сложна геометрична форма и структура, регулируема термична проводимост, рециклируемост, добра стабилност в сурова среда, повтаряща се корнишка, заваряване и поправяне на характеристики.
Композитният материал, съставен от термопластична смола и укрепващ материал, има издръжливост, висока здравина, висока устойчивост на въздействие и толерантност към увреждане. Fiber Prepreg вече не е необходимо да се съхранява при ниска температура, неограничен период на съхранение на препар; Кратък цикъл на формиране, заваряване, висока ефективност на производството, лесен за поправяне; Отпадъците могат да бъдат рециклирани; Свободата на дизайна на продукта е голяма, може да бъде направена в сложна форма, образувайки адаптивност и много други предимства.
Подсилващ материал
Свойствата на термопластичните композити не само зависят от свойствата на смолата и подсиленото влакно, но и тясно свързани с режима на армировка на влакната. Режимът на подсилване на влакната на термопластичните композити включва три основни форми: кратко усилване на влакната, усилване на дългите влакна и непрекъснато усилване на влакната.
Като цяло, телбодните подсилени влакна са с дължина 0,2 до 0,6 мм и тъй като повечето влакна са с диаметър под 70 μm, основните влакна приличат повече на прах. Термопластиката с къси влакна обикновено се произвежда чрез смесване на влакна в разтопен термопластик. Дължината на влакната и произволната ориентация в матрицата правят сравнително лесно постигането на добро намокряне. В сравнение с материалите с дълги влакна и непрекъснати влакна, композитите с къси влакна са най -лесни за производство с минимално подобрение на механичните свойства. Композитите от телбод влакна са склонни да бъдат формовани или екструдирани, за да образуват крайни компоненти, тъй като основните влакна имат по -малък ефект върху плавността.
Дължината на влакната на композитите, подсилени с дълги влакна, обикновено е около 20 мм, което обикновено се приготвя от непрекъснати влакна, намокрени в смола и се нарязва на определена дължина. Използваният често срещан процес е процесът на пултрузия, който се произвежда чрез начертаване на непрекъсната ровинг смес от фибри и термопластична смола чрез специална матрица за формоване. Понастоящем структурните свойства на подсилен от дълги влакна Peek термопластичен композит могат да достигнат повече от 200MPa и модулът може да достигне повече от 20GPa чрез печат на FDM, а свойствата ще бъдат по -добри чрез леене на инжектиране.
Влакна в композитите, подсилени с непрекъснати влакна, са „непрекъснати“ и варират по дължина от няколко метра до няколко хиляди метра. Непрекъснатите композити от влакна обикновено осигуряват ламинати, препреги или сплетени тъкани и др., Оформени чрез импрегниране на непрекъснатите влакна с желаната термопластична матрица.
Какви са характеристиките на подсилените от фибри композити
Композитът, подсилен от влакната, е изработен от подсилени влакнести материали, като стъклени влакна, въглеродни влакна, арамидни влакна и матрични материали чрез намотка, формоване или процес на формоване на пултрузия. Според различните материали за армировка, композитите, подсилени с общи влакна, могат да бъдат разделени на композит, подсилен от стъклени влакна (GFRP), композит, подсилен от въглеродни влакна (CFRP) и подсилен от арамидни влакна композит (AFRP).
Композитите, подсилени с влакна, имат следните характеристики:
(1) висока специфична якост и голям специфичен модул;
(2) Свойствата на материала могат да се проектират;
(3) добра устойчивост на корозия и издръжливост;
(4) Коефициентът на термично разширение е подобен на този на бетона.
Тези характеристики правят FRP материалите могат да отговорят на нуждите на развитието на съвременни структури до голям педя, извисяващ се, тежък товар, светлина и висока якост и работа при тежки условия, но също така и да отговарят на изискванията за развитието на съвременната индустриализация на строителството, така че той е все по -широко използван в различни граждански сгради, мостови, магистрали, океани, хидравлични структури и подземни структури и други полета.
Термопластичните композити имат големи перспективи за развитие
Според доклада, глобалният пазар на термопластични композити се очаква да достигне 66,2 милиарда щатски долара до 2030 г., със сложен годишен темп на растеж от 7,8% през прогнозния период. Това увеличение може да се дължи на нарастващото търсене на продукти в аерокосмическия и автомобилния сектор и експоненциалния растеж в строителния сектор. Термопластичните композити се използват при изграждането на жилищни сгради, инфраструктура и водоснабдяване. Свойства като отлична якост, здравина и способността да бъдат рециклирани и ремонтирани правят термопластични композити, идеални за изграждане на приложения.
Термопластичните композити също ще се използват за производство на резервоари за съхранение, леки конструкции, рамки за прозорци, телефонни стълбове, парапети, тръби, панели и врати. Автомобилната индустрия е една от ключовите области на приложение. Производителите се фокусират върху подобряването на ефективността на горивото, като заменят металите и стоманата с леки термопластични композити. Въглеродните влакна например тежат една пета толкова, колкото стоманата, така че помага да се намали общото тегло на автомобила. Според Европейската комисия целта за въглеродни емисии за автомобили ще бъде повишена от 130 грама на километър до 95 грама на километър до 2024 г., което се очаква да увеличи търсенето на термопластични композити в автомобилната производствена индустрия.
Перспективата за термопластични композити е огромна, а домашните производители инвестират силно в научните изследвания и разработки. Надяваме се, че със съвместните усилия на всички в бъдеще вътрешните композитни технологии могат да бъдат в международната водеща позиция.
Време за публикация: април-21-2023