В последние годы наблюдается бурное развитие армированных волокнами материалов.термопластичные композиты с термопластическими смолами в качестве матрицы, и во всем мире наблюдается рост исследований и разработок этих высокоэффективных композитов. Термопластичные композиты — это композиты, изготовленные из термопластичных полимеров, таких как полиэтилен (PE), полиамид (PA), полифениленсульфид (PPS), полиэфиримид (PEI), полиэфиркетон (PEKK) и полиэфирэфиркетон (PEEK), в качестве матрицы и различных непрерывных/прерывистых материалов. волокна (например, углеродные волокна, стекловолокна, арамидные волокна и т. д.)
Композиты на основе термопластичных смазок в основном представляют собой термопласты, армированные длинными волокнами (LFT), непрерывные предварительно пропитанные ленты MT и термопласты, армированные стекломатом (CMT).
В соответствии с различными требованиями смоляная матрица включает PPE.PAPRT, PELPCPES, PEEKPI, PA и другие термопластичные конструкционные пластмассы.
Термопластичная матрица
Термопластичная матрица – это вид термопластичного материала с хорошими механическими свойствами и термостойкостью, который может использоваться в широком спектре промышленных изделий. Термопластичная матрица обладает высокой прочностью, термостойкостью и хорошей коррозионной стойкостью.
Термопластичные смолы, используемые в настоящее время в аэрокосмической промышленности, представляют собой в основном высокотемпературные матрицы из высокоэффективных смол, включая PEEK, PPS и PEI, из которых аморфный PEI чаще используется в аэрокосмической промышленности, чем полукристаллические PPS и PEEK, из которых аморфный PEI. имеет больше применений в авиационных конструкциях, чем полукристаллический PPS и высокотемпературный PEEK из-за более низкой температуры обработки и стоимости обработки.
Термопластичные смолы имеют лучшие механические свойства и химическую стойкость, более высокую рабочую температуру, высокую удельную прочность и твердость, отличную вязкость разрушения и устойчивость к повреждениям, отличную усталостную прочность, способность формовать сложные геометрические формы и структуры, регулируемую теплопроводность, возможность вторичной переработки, хорошую стабильность в суровых условиях. , повторяемость формования, свариваемость и т. д.
Композиты состоит из термопластической смолы и армирующего материала, имеет множество преимуществ, таких как долговечность, высокая прочность, высокая ударопрочность и устойчивость к повреждениям; волокнистый препрег не нужно снова хранить при низкой температуре, срок хранения препрега неограничен; короткий цикл формования, свариваемость, высокая производительность, простота ремонта; лом можно перерабатывать и использовать повторно; большая свобода дизайна продукта, возможность изготовления сложных форм, широкие возможности формования и т. д.
Армирующий материал
Обычно длина армированных короткими волокнами составляет от 0,2 до 0,6 мм, а поскольку большинство волокон имеют диаметр менее 70 мкм, короткие волокна больше похожи на порошок. Термопласты, армированные короткими волокнами, обычно производятся путем смешивания волокон с расплавленными термопластами. Длина и хаотическая ориентация волокон в матрице позволяют относительно легко добиться хорошего смачивания, а композиты с короткими волокнами легче всего изготавливать по сравнению с материалами, армированными длинными и непрерывными волокнами, но с наименьшим улучшением механических свойств. Композиты с короткими волокнами, как правило, формуются в готовые детали методами формования или экструзии, поскольку короткие волокна оказывают меньшее влияние на текучесть.
Композиты, армированные длинными волокнами обычно имеют длину волокна около 20 мм и обычно изготавливаются с использованием непрерывных волокон, пропитанных смолой, а затем разрезаемых на определенную длину. Обычно используется процесс пултрузионного формования, при котором непрерывный ровинг из смеси волокон и термопластичной смолы производится путем вытягивания волокон через специальную формовочную матрицу. В настоящее время термопластичные композиты PEEK, армированные длинным волокном, могут достигать структурных свойств более 200 МПа за счет печати FDM и модуля упругости более 20 ГПа, а лучшие характеристики - за счет литья под давлением.
Волокна в композитах, армированных непрерывным волокном, являются «непрерывными» и имеют длину от нескольких метров до нескольких тысяч метров. Композиты с непрерывным волокном обычно доступны в виде ламинатов, лент препрега или плетенок, образованных путем пропитки желаемой термопластической матрицы непрерывными волокнами.
Каковы характеристики композиционных материалов, армированных волокнами?
Армированные волокном композиты представляют собой композиты, образованные процессами намотки, формования или пултрузии армирующих волокнистых материалов, таких как стекловолокно, углеродное волокно, арамидное волокно и т. д., и матричного материала. В зависимости от различных армирующих материалов обычные армированные волокнами композиты делятся на композиты, армированные стекловолокном (GFRP), композиты, армированные углеродным волокном (CFRP) и композиты, армированные арамидным волокном (AFRP).
Благодаря следующим характеристикам армированных волокнами композитов:
(1) высокая прочность и высокий модуль;
(2) возможность проектирования свойств материала;
(3) хорошая коррозионная стойкость и долговечность;
(4) коэффициент теплового расширения, аналогичный бетону.
Эти характеристики делаютСтеклопластиковые материалыможет удовлетворить потребности современных конструкций в больших пролетах, башнях, тяжелых нагрузках, легком весе и высокой прочности, работать в суровых условиях, а также отвечать требованиям развития современного индустриального строительства зданий, поэтому он все более широко используется. в различных гражданских зданиях, мостах, автомагистралях, морских, гидротехнических и подземных сооружениях.
кликните сюдаДополнительную информацию о композитных материалах см.ГРЕХО Стекловолокно
Время публикации: 31 марта 2023 г.
