V posledných rokoch došlo k prudkému rozvoju vlákien vystuženýchtermoplastické kompozity s termoplastickými živicami ako matricou a celosvetovo sa zvyšuje výskum a vývoj týchto vysokovýkonných kompozitov. Termoplastické kompozity sú kompozity vyrobené z termoplastických polymérov, ako je polyetylén (PE), polyamid (PA), polyfenylénsulfid (PPS), polyéterimid (PEI), polyéterketón (PEKK) a polyéteréterketón (PEEK) ako matrica a rôzne kontinuálne/diskontinuálne vlákna (napr. uhlíkové vlákna, sklenené vlákna, aramidové vlákna atď.
Kompozity na báze termoplastických tukov sú hlavne termoplasty vystužené dlhými vláknami (LFT), MT súvislé predimpregnované pásky a termoplasty vystužené sklenenou rohožou (CMT).
Podľa použitia rôznych požiadaviek má živicová matrica PPE.PAPRT, PELPCPES, PEEKPI, PA a ďalšie termoplastické technické plasty.
Termoplastická matrica
Termoplastická matrica je druh termoplastického materiálu s dobrými mechanickými vlastnosťami a tepelnou odolnosťou, ktorý možno použiť v širokej škále priemyselných výrobkov. Termoplastická matrica má vysokú pevnosť, tepelnú odolnosť a dobrú odolnosť proti korózii.
Termoplastické živice, ktoré sa v súčasnosti používajú v kozmických aplikáciách, sú hlavne vysokoteplotné vysokovýkonné živicové matrice, vrátane PEEK, PPS a PEI, z ktorých amorfný PEI sa častejšie používa v leteckých aplikáciách ako semikryštalický PPS a PEEK, z toho amorfný PEI má viac aplikácií v konštrukciách lietadiel ako semikryštalický PPS a PEEK pri vysokej teplote lisovania vďaka nižšej teplote spracovania a nákladom na spracovanie.
Termoplastické živice majú lepšie mechanické vlastnosti a chemickú odolnosť, vyššiu prevádzkovú teplotu, vysokú špecifickú pevnosť a tvrdosť, vynikajúcu lomovú húževnatosť a odolnosť voči poškodeniu, vynikajúcu odolnosť proti únave, schopnosť tvarovať zložité geometrie a štruktúry, nastaviteľnú tepelnú vodivosť, recyklovateľnosť, dobrú stabilitu v drsnom prostredí , opakovateľné tvarovanie a zvárateľnosť atď.
Kompozity zložené z termoplastickej živice a výstužného materiálu majú mnoho výhod, ako je trvanlivosť, vysoká húževnatosť, vysoká odolnosť proti nárazu a odolnosť proti poškodeniu; vláknitý predimpregnovaný laminát sa nemusí znova skladovať pri nízkej teplote, neobmedzená doba skladovania predimpregnovaného laminátu; krátky formovací cyklus, zvárateľný, vysoká produktivita, ľahko opraviteľný; šrot možno recyklovať a znovu použiť; veľká sloboda dizajnu produktu, môže byť vyrobená do zložitých tvarov, široká prispôsobivosť tvarovania atď.
Spevňujúci materiál
Vo všeobecnosti je dĺžka vlákien vystužených krátkymi vláknami 0,2 až 0,6 mm, a keďže väčšina vlákien má priemer menší ako 70 μm, krátke vlákna vyzerajú skôr ako prášok. Termoplasty vystužené krátkymi vláknami sa vo všeobecnosti vyrábajú zmiešaním vlákien do roztavených termoplastov. Dĺžka a náhodná orientácia vlákien v matrici umožňuje relatívne ľahko dosiahnuť dobré zmáčanie a kompozity s krátkymi vláknami sú najjednoduchšie na výrobu v porovnaní s materiálmi vystuženými dlhými a súvislými vláknami, ale s najmenším zlepšením mechanických vlastností. Kompozity s krátkymi vláknami majú tendenciu byť tvarované do konečných častí lisovaním alebo vytláčaním, pretože krátke vlákna majú menší vplyv na tok.
Kompozity vystužené dlhými vláknami majú typicky dĺžku vlákna asi 20 mm a zvyčajne sa pripravujú s použitím kontinuálnych vlákien infiltrovaných živicou a potom narezaných na určitú dĺžku. Typicky používaným procesom je pultrúzny lisovací proces, pri ktorom sa kontinuálny prameň zo zmesi vlákien a termoplastickej živice vyrába preťahovaním vlákien cez špeciálnu formovaciu formu. V súčasnosti môžu termoplastické kompozity PEEK vystužené dlhými vláknami dosiahnuť štrukturálne vlastnosti viac ako 200 MPa prostredníctvom tlače FDM a modul viac ako 20 GPa, s lepším výkonom vďaka vstrekovaniu.
Vlákna v kompozitoch vystužených súvislými vláknami sú „kontinuálne“ a ich dĺžka sa pohybuje od niekoľkých metrov do niekoľkých tisíc metrov. Kompozity z nekonečných vlákien sú všeobecne dostupné ako lamináty, predimpregnované pásky alebo povrazce, vytvorené impregnáciou požadovanej termoplastickej matrice nekonečnými vláknami.
Aké sú vlastnosti kompozitných materiálov vystužených vláknami?
Vláknami vystužené kompozity sú kompozity vytvorené navíjaním, lisovaním alebo pultrúziou výstužných vláknitých materiálov, ako sú sklenené vlákna, uhlíkové vlákna, aramidové vlákna atď., a matricového materiálu. Podľa rôznych výstužných materiálov sa bežné kompozity vystužené vláknami delia na kompozity vystužené sklenenými vláknami (GFRP), kompozity vystužené uhlíkovými vláknami (CFRP) a kompozity vystužené aramidovými vláknami (AFRP).
Vďaka nasledujúcim vlastnostiam kompozitov vystužených vláknami:
(1) vysoká pevnosť a vysoký modul;
(2) navrhovateľnosť vlastností materiálu;
(3) dobrá odolnosť proti korózii a trvanlivosť;
(4) koeficient tepelnej rozťažnosti podobný ako pri betóne.
Tieto vlastnosti robiaFRP materiálymôže spĺňať potreby moderných konštrukcií s veľkým rozpätím, vežou, ťažkým zaťažením, nízkou hmotnosťou a vysokou pevnosťou a pracovať v drsných podmienkach a tiež spĺňať požiadavky rozvoja modernej priemyselnej výstavby budov, takže sa stále viac používa v rôznych civilných budovách, mostoch, diaľniciach, námorných, hydraulických a podzemných stavbách.
Kliknite tupre viac informácií o kompozitných materiáloch oSklolaminát GRECHO
Čas odoslania: 31. marca 2023
