Ce este materialul compozit termoplastic?
În ultimii ani, dezvoltarea compozitelor termoplastice armate cu fibre bazate pe rășină termoplastică este rapidă, iar cercetarea și dezvoltarea acestui tip de compozite de înaltă performanță încep în lume. 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 fiber, glass fiber, arylon fiber, etc.) ca materiale de întărire.
Compozitele termoplastice pe bază de lipide includ în principal granular continuu cu fibră lungă cu fibre (LFT), armat continuu, prepregat MT și fibre de sticlă, compozite termoplastice (CMT). Conform diferitelor cerințe de utilizare, matricea de rășină include PPE-PAPRT, PELPCPES, PEEKPI, PA și alte materiale plastice de inginerie termoplastică, iar dimensiunea include toate soiurile de fibre posibile, cum ar fi fibra de arită de vâscoză uscată din sticlă și fibra de bor. Odată cu dezvoltarea tehnologiei compozitului matricial de rășină termoplastică și reciclabilitatea acesteia, dezvoltarea acestui tip de material compus este mai rapidă. Supercomplombound -ul termic a reprezentat mai mult de 30% din cantitatea totală a materialului compozit matricial din arbori în țările dezvoltate din Europa și America.
Matricea termoplastică
Matricea termoplastică este un fel de material termoplastic, are proprietăți mecanice bune și rezistență la căldură, poate fi utilizată la fabricarea diferitelor consumabile industriale. Matricea termoplastică se caracterizează prin rezistență ridicată, rezistență ridicată la căldură și rezistență bună la coroziune.
În prezent, rășinile termoplastice aplicate pe câmpul de aviație sunt în principal matrice de rășină rezistente la temperatură ridicată și de înaltă performanță, inclusiv PEEK, PPS și PEI. Printre ele, PEI amorfă este mai utilizat pe scară largă în structura aeronavei decât PP-urile semi-cristaline și se uită cu o temperatură ridicată de modelare, datorită temperaturii sale mai scăzute de procesare și a costurilor de procesare.
Rășina termoplastică are proprietăți mecanice mai bune și rezistență la coroziune chimică, temperatură mai ridicată a serviciului, rezistență și duritate specifică ridicată, o rezistență excelentă a fracturii și toleranță la daune, rezistență excelentă la oboseală, poate fi modelată într -o formă și structură geometrică complexă, conductivitate termică reglabilă, reciclabilitate, o bună stabilitate în mediu dur, modelare repetabilă, caracteristici de sudură și reparații.
Materialul compus compus din rășină termoplastică și material de armare are durabilitate, duritate ridicată, rezistență la impact ridicat și toleranță la daune. Fibra Prepreg nu mai trebuie să fie depozitată la o temperatură scăzută, o perioadă de depozitare nelimitată prepreg; Ciclu de formare scurtă, sudare, eficiență ridicată a producției, ușor de reparat; Deșeurile pot fi reciclate; Libertatea proiectării produsului este mare, poate fi făcută într -o formă complexă, formând adaptabilitate și multe alte avantaje.
Material de întărire
Proprietățile compozitelor termoplastice nu depind numai de proprietățile rășinii și a fibrei armate, ci și strâns legate de modul de întărire a fibrelor. Modul de armare a fibrelor compozitelor termoplastice include trei forme de bază: armare scurtă a fibrelor, armare lungă cu fibre și armătură continuă a fibrelor.
În general, fibrele armate cu capse au o lungime de 0,2 până la 0,6 mm și, deoarece majoritatea fibrelor au mai puțin de 70 μm în diametru, fibrele de capse arată mai mult ca pulbere. Termoplastice armate cu fibre scurte sunt în general fabricate prin amestecarea fibrelor într -un termoplastic topit. Lungimea fibrei și orientarea aleatorie în matrice fac relativ ușor să se obțină o umezire bună. În comparație cu materialele armate cu fibre lungi și continue cu fibre, compozitele cu fibre scurte sunt mai ușoare de fabricat cu o îmbunătățire minimă a proprietăților mecanice. Compozițiile cu fibre de bază tind să fie modelate sau extrudate pentru a forma componente finale, deoarece fibrele de bază au un efect mai mic asupra fluidității.
Lungimea fibrei compozitelor armate cu fibre lungi este, în general, de aproximativ 20 mm, care este de obicei preparată prin fibre continuă umezită în rășină și tăiată într -o anumită lungime. Procesul comun utilizat este procesul de pultrusion, care este produs prin desenarea unui amestec continuu de fibre și rășină termoplastică printr -o matriță specială de modelare. În prezent, proprietățile structurale ale compozitului termoplastic peek armat cu fibre lungi pot atinge mai mult de 200MPa, iar modulul poate atinge mai mult de 20GPA prin imprimarea FDM, iar proprietățile vor fi mai bune prin modelarea prin injecție.
Fibrele în compozite armate continue cu fibre sunt „continue” și variază în lungime de la câțiva metri la câteva mii de metri. Compozițiile cu fibre continue furnizează, în general, laminate, prepreguri sau țesături împletite etc., formate prin impregnarea fibrelor continue cu matricea termoplastică dorită.
Care sunt caracteristicile compozitelor consolidate cu fibre
Compozitul armat cu fibre este confecționat din materiale din fibră armată, cum ar fi fibra de sticlă, fibra de carbon, fibra aramidă și materialele matrice prin intermediul procesului de înfășurare, modelare sau pultrus de pultrare. Conform diferitelor materiale de armare, compozitele armate cu fibre comune pot fi împărțite în compozit armat cu fibră de sticlă (GFRP), compozit armat cu fibră de carbon (CFRP) și compozit armat cu fibră aramidă (AFRP).
Compozițiile armate cu fibre au următoarele caracteristici:
(1) rezistență specifică ridicată și modul specific mare;
(2) proprietățile materialului sunt desemnate;
(3) o bună rezistență la coroziune și durabilitate;
(4) Coeficientul de expansiune termică este similar cu cel al betonului.
Aceste caracteristici fac ca materialele FRP să răspundă nevoilor dezvoltării structurilor moderne până la o distanță mare, înalt, sarcină grea, ușoară și mare forță și muncă în condiții dure, dar și pentru a satisface cerințele dezvoltării industrializării moderne a construcțiilor, astfel încât este mai mult utilizată din ce în ce mai larg într -o varietate de clădiri civile, poduri, autostrăzi, oceane, structuri hidraulice și structuri subterane și alte câmpuri.
Compozițiile termoplastice au perspective mari de dezvoltare
Potrivit raportului, piața globală a compozitelor termoplastice este de așteptat să ajungă la 66,2 miliarde USD până în 2030, cu o rată anuală de creștere compusă de 7,8% în perioada de prognoză. Această creștere poate fi atribuită cererii de produse în creștere în sectoarele aerospațiale și auto și creșterea exponențială în sectorul construcțiilor. Compozitele termoplastice sunt utilizate în construcția clădirilor rezidențiale, a infrastructurii și a instalațiilor de alimentare cu apă. Proprietăți precum rezistența excelentă, duritatea și capacitatea de a fi reciclate și remaniate fac ca compozitele termoplastice să fie ideale pentru construirea aplicațiilor.
Compozitele termoplastice vor fi, de asemenea, utilizate pentru a produce rezervoare de depozitare, structuri ușoare, rame pentru ferestre, stâlpi telefonici, balustrade, conducte, panouri și uși. Industria auto este unul dintre principalele domenii de aplicare. Producătorii se concentrează pe îmbunătățirea eficienței combustibilului prin înlocuirea metalelor și oțelului cu compozite termoplastice ușoare. Fibra de carbon, de exemplu, cântărește o cincime la fel de mult decât oțelul, astfel încât ajută la reducerea greutății generale a vehiculului. Potrivit Comisiei Europene, ținta de emisii de carbon pentru mașini va fi ridicată de la 130 de grame pe kilometru la 95 de grame pe kilometru până în 2024, ceea ce este de așteptat să crească cererea de compozite termoplastice în industria producției de automobile.
Perspectiva compozitelor termoplastice este uriașă, iar producătorii casnici investesc foarte mult în cercetare și dezvoltare. Sperăm că, odată cu eforturile comune ale tuturor celor în viitor, tehnologia compozită internă poate fi în poziția de frunte internațională.
Timpul post: 21-2023 aprilie