Што е термопластичен композитен материјал?
Во последниве години, развојот на термопластични композити засилени со влакна врз основа на термопластична смола е брз, а истражувањето и развојот на овој вид композити со високи перформанси започнува во светот. Thermoplastic composites refer to thermoplastic polymers (such as polyethylene (PE), polyamide (PA), polyphenylene sulfide (PPS), polyether imide (PEI), polyether ketone (PEKK) and polyether ether ketone (PEEK) as matrix. Composite materials made of various continuous/discontinuous fibers (such as carbon влакна, стаклени влакна, арилонски влакна, итн.) Како материјали за засилување.
Термопластичните композити базирани на липиди, главно, вклучуваат долги влакна засилени грануларни (LFT) континуирани влакна засилени со препарати MT и стаклени влакна засилени термопластични композити (CMT). Според различните барања за употреба, матрицата на смола вклучува PPE-PAPRT, Pelpcpes, Peekpi, PA и друга термопластична инженерска пластика, а димензијата ги вклучува сите можни сорти на влакна, како што се стакло суво вискоза арилно влакно и бороно влакна. Со развојот на технологијата на композит на термопластична смола матрица и неговата рециклибилност, развојот на овој вид композитен материјал е побрз. Термичката суперкомпон учествуваше со повеќе од 30% од вкупната количина на композитен материјал на матрицата на дрвјата во развиените земји во Европа и Америка.
Термопластична матрица
Термопластичната матрица е еден вид термопластичен материјал, има добри механички својства и отпорност на топлина, може да се користи во производство на разни индустриски материјали. Термопластичната матрица се карактеризира со голема јачина, голема отпорност на топлина и добра отпорност на корозија.
Во моментов, термопластичните смоли што се применуваат на полето за авијација се главно со висока температура и матрица со високи перформанси на смола, вклучувајќи PEEK, PPS и PEI. Меѓу нив, аморфниот PEI е пошироко користен во структурата на авионите отколку полукристалниот PPS и PEEK со висока температура на обликување заради пониската температура на обработка и трошоците за обработка.
Термопластичната смола има подобри механички својства и отпорност на хемиска корозија, повисока температура на услугата, висока специфична јачина и цврстина, одлична цврстина на фрактура и толеранција на оштетување, одлична отпорност на замор, може да се обликува во комплексни карактеристики на геометриска форма, прилагодлива термичка спроводливост, рециклираност, добра стабилност во грубото опкружување, повторна обликување, будење и карактеристики на поправка.
Композитниот материјал составен од термопластична смола и материјал за засилување има издржливост, висока цврстина, отпорност на голема влијание и толеранција на оштетување. Препарен влакна повеќе не треба да се чува на ниска температура, неограничен период на складирање на препарати; Циклус со краток формирање, заварување, висока ефикасност на производство, лесна за поправка; Отпадот може да се рециклира; Слободата на дизајнот на производот е голема, може да се направи во сложена форма, формирајќи прилагодливост и многу други предности.
Засилување на материјалот
Карактеристиките на термопластичните композити не зависат само од својствата на смолата и засиленото влакно, туку и тесно поврзани со режимот за зајакнување на влакна. Режимот на засилување на влакна на термопластични композити вклучува три основни форми: засилување на кратко влакна, засилување на долги влакна и континуирано засилување на влакна.
Општо, засилените влакна на главните влакна се долги 0,2 до 0,6 мм, и бидејќи повеќето влакна се со дијаметар помалку од 70μm, главните влакна изгледаат повеќе како во прав. Термопластиката засилена со кратки влакна обично се произведува со мешање на влакна во стопена термопластика. Должината на влакната и случајната ориентација во матрицата го прават релативно лесно да се постигне добро мокрење. Во споредба со долгите влакна и континуираните засилени со растителни влакна, композитите со кратки влакна се најлесно за производство со минимално подобрување на механичките својства. Композитите на главните влакна имаат тенденција да бидат обликувани или екструдирани за да формираат конечни компоненти затоа што главните влакна имаат помалку ефект врз флуидноста.
Должината на влакната на долгите композити со засилени влакна е генерално околу 20мм, што обично се подготвува со континуирано влакно влакна во смола и се сече во одредена должина. Заедничкиот процес што се користи е процесот на пултрузија, кој се произведува со цртање на континуирана мешавина од влакна и термопластична смола преку специјално умирање на обликување. Во моментов, структурните својства на термопластичниот композит со засилени влакна PEEK можат да достигнат повеќе од 200MPa и модулот може да достигне повеќе од 20GPa со печатење FDM, а својствата ќе бидат подобри со обликување на инјектирање.
Влакната во континуирани композити засилени со влакна се „континуирани“ и се разликуваат во должина од неколку метри до неколку илјади метри. Композитите за континуирани влакна генерално обезбедуваат ламинати, препарати или плетенка ткаенини, итн., Формирани со импрегнирање на континуираните влакна со посакуваната термопластична матрица.
Кои се карактеристиките на композитите засилени со влакна
Засилен композит со влакна е изработен од армирани влакна материјали, како што се стаклени влакна, јаглеродни влакна, арамидни влакна и матрикс материјали преку процес на ликвидација, обликување или пултрација. Според различните материјали за засилување, вообичаените композити со засилување на влакна можат да се поделат на композит засилен со стаклени влакна (GFRP), композит на засилени јаглеродни влакна (CFRP) и арамидни влакна композитни (AFRP).
Засилени композити со влакна ги имаат следниве карактеристики:
(1) висока специфична јачина и голем специфичен модул;
(2) материјалните својства се дизајнирани;
(3) добра отпорност на корозија и издржливост;
(4) Коефициентот на термичка експанзија е сличен на оној на бетонот.
Овие карактеристики ги прават FRP материјалите да ги задоволат потребите на развој на современи структури во голем распон, високо, тежок товар, светлина и голема јачина и работа под остри услови, но и да ги исполнат барањата за развој на современи градежни индустријализација, така што се повеќе и пошироко се користат во различни граѓански згради, мостови, автопати, автопати, океани, хидраулични структури и подземни структури и други поле.
Термопластичните композити имаат одлични изгледи за развој
Според извештајот, глобалниот пазар на термопластични композити се очекува да достигне 66,2 милијарди американски долари до 2030 година, со сложена годишна стапка на раст од 7,8% за време на периодот на предвидување. Ова зголемување може да се припише на зголемената побарувачка на производи во воздушниот и автомобилскиот сектор и експоненцијалниот раст во градежниот сектор. Термопластичните композити се користат во изградбата на станбени згради, инфраструктура и водоснабдување. Карактеристики како што се одлична сила, цврстина и можност за рециклирање и преработено, прават термопластични композити идеални за градење апликации.
Термопластичните композити исто така ќе се користат за производство на резервоари за складирање, лесни структури, рамки за прозорци, телефонски столбови, огради, цевки, панели и врати. Автомобилската индустрија е една од клучните области за апликација. Производителите се фокусираат на подобрување на ефикасноста на горивото со замена на метали и челик со лесни термопластични композити. Јаглеродните влакна, на пример, тежат една петтина колку челик, така што помага да се намали целокупната тежина на возилото. Според Европската комисија, целта на капачето за емисија на јаглерод за автомобили ќе биде подигната од 130 грама на километар на 95 грама на километар до 2024 година, што се очекува да ја зголеми побарувачката за термопластични композити во индустријата за производство на автомобили.
Изгледите за термопластични композити се огромни, а домашните производители инвестираат многу во истражување и развој. Се надеваме дека со заедничките напори на сите во иднина, домашната композитна технологија може да биде во меѓународната водечка позиција.
Време на објавување: АПР-21-2023