В останні роки спостерігається швидкий розвиток армованих волокномтермопластичні композити з термопластичними смолами як матрицею, і в усьому світі спостерігається збільшення досліджень і розробок цих високоефективних композитів. Термопластичні композити — це композити, виготовлені з термопластичних полімерів, таких як поліетилен (PE), поліамід (PA), поліфеніленсульфід (PPS), поліефірімід (PEI), поліефіркетон (PEKK) і поліефірефіркетон (PEEK) як матриця та різні безперервні/розривні волокна (наприклад, вуглецеві волокна, скляні волокна, арамідні волокна тощо).
Композитні матеріали на основі термопластичного мастила – це переважно термопласти, армовані довгими волокнами (LFT), безперервні попередньо просочені стрічки MT і термопласти, армовані скломатом (CMT).
Відповідно до використання різних вимог, смоляна матриця має PPE.PAPRT, PELPCPES, PEEKPI, PA та інші термопластичні інженерні пластики.
Термопластична матриця
Термопластична матриця - це вид термопластичного матеріалу з хорошими механічними властивостями та термостійкістю, який можна використовувати в широкому діапазоні промислових продуктів. Термопластична матриця має високу міцність, термостійкість і хорошу стійкість до корозії.
Термопластичні смоли, які в даний час використовуються в аерокосмічній галузі, це переважно високотемпературні високоефективні полімерні матриці, включаючи PEEK, PPS і PEI, з яких аморфний PEI частіше використовується в аерокосмічній галузі, ніж напівкристалічний PPS і PEEK, з яких аморфний PEI. має більше застосувань у конструкціях літаків, ніж напівкристалічний PPS і високотемпературний PEEK завдяки нижчій температурі обробки та вартості обробки.
Термопластичні смоли мають кращі механічні властивості та хімічну стійкість, вищу робочу температуру, високу питому міцність і твердість, чудову в’язкість до руйнування та стійкість до пошкоджень, чудову стійкість до втоми, здатність формувати складні геометрії та структури, регульовану теплопровідність, можливість повторного використання, хорошу стабільність у суворих середовищах , повторюване формування та зварюваність тощо.
композити складається з термопластичної смоли та армуючого матеріалу, має багато переваг, таких як довговічність, висока міцність, висока стійкість до ударів і стійкість до пошкоджень; волокнистий препрег не потребує повторного зберігання при низькій температурі, необмежений термін зберігання препрегу; короткий цикл формування, піддається зварюванню, висока продуктивність, легко ремонтується; брухт можна переробляти та використовувати повторно; велика свобода дизайну продукту, можливість створення складних форм, широка можливість адаптації до формування тощо.
Армуючий матеріал
Як правило, довжина волокон, армованих короткими волокнами, становить від 0,2 до 0,6 мм, а оскільки більшість волокон мають діаметр менше 70 мкм, то короткі волокна більше схожі на порошок. Термопласти, армовані короткими волокнами, зазвичай виготовляються шляхом змішування волокон із розплавленими термопластами. Довжина та довільна орієнтація волокон у матриці дозволяють відносно легко досягти гарного змочування, а композити з короткими волокнами є найлегшими для виготовлення порівняно з матеріалами, армованими довгими та безперервними волокнами, але з найменшим покращенням механічних властивостей. Композитні матеріали з короткими волокнами, як правило, формуються в кінцеві деталі методом формування або екструзії, оскільки короткі волокна мають менший вплив на текучість.
Армовані довгими волокнами композити зазвичай мають довжину волокон близько 20 мм і зазвичай виготовляються з використанням безперервних волокон, просочених смолою, а потім розрізаних на певну довжину. Зазвичай використовується процес пултрузійного формування, в якому безперервна ровінг із суміші волокон і термопластичної смоли виробляється шляхом витягування волокон через спеціальну формувальну матрицю. В даний час термопластичні композити PEEK, армовані довгими волокнами, можуть досягати структурних властивостей понад 200 МПа завдяки FDM-друку та модуля пружності понад 20 ГПа з кращими характеристиками завдяки лиття під тиском.
Волокна в армованих безперервним волокном композитах є «безперервними» і мають довжину від кількох метрів до кількох тисяч метрів. Композитні матеріали з безперервними волокнами зазвичай доступні у вигляді ламінатів, препрегованих стрічок або плетінок, сформованих шляхом просочення необхідної термопластичної матриці безперервними волокнами.
Які характеристики композиційних матеріалів, армованих волокнами?
Армовані волокнами композити - це композити, утворені процесами намотування, формування або пултрузії армуючих волокнистих матеріалів, таких як скловолокно, вуглецеве волокно, арамідне волокно тощо, і матричного матеріалу. Відповідно до різних армуючих матеріалів звичайні композити, армовані волокном, поділяються на композити, армовані скловолокном (GFRP), композити, армовані вуглецевим волокном (CFRP) і композити, армовані арамідним волокном (AFRP).
Завдяки наступним характеристикам армованих волокнами композитів:
(1) висока міцність і високий модуль;
(2) можливість проектування властивостей матеріалу;
(3) хороша стійкість до корозії та довговічність;
(4) коефіцієнт теплового розширення, подібний до коефіцієнта бетону.
Ці характеристики роблятьFRP матеріалиможе задовольнити потреби сучасних конструкцій до великого прольоту, висоти, важкого навантаження, легкої ваги та високої міцності, а також працювати в суворих умовах, а також відповідати вимогам розвитку сучасного індустріалізованого будівельного будівництва, тому він все ширше використовується в різних цивільних будівлях, мостах, магістралях, морських, гідротехнічних і підземних спорудах.
Натисніть тутдля отримання додаткової інформації про композиційні матеріалиGRECHO Скловолокно
Час публікації: 31 березня 2023 р
