През последните години се наблюдава бързо развитие на подсилените с влакнатермопластични композити с термопластични смоли като матрица и има нарастване на изследванията и развитието на тези високоефективни композити в световен мащаб. Термопластичните композити са композити, направени от термопластични полимери като полиетилен (PE), полиамид (PA), полифенилен сулфид (PPS), полиетеримид (PEI), полиетер кетон (PEKK) и полиетер етер кетон (PEEK) като матрица и различни непрекъснати/прекъснати влакна (напр. въглеродни влакна, стъклени влакна, арамидни влакна и др.
Композитите на базата на термопластични греси са основно термопласти, подсилени с дълги влакна (LFT), непрекъснати предварително импрегнирани ленти MT и термопласти, подсилени със стъклен мат (CMT).
Според използването на различни изисквания, матрицата от смола има PPE.PAPRT, PELPCPES, PEEKPI, PA и други термопластични инженерни пластмаси.
Термопластична матрица
Термопластичната матрица е вид термопластичен материал с добри механични свойства и топлоустойчивост, който може да се използва в широка гама промишлени продукти. Термопластичната матрица има висока якост, топлоустойчивост и добра устойчивост на корозия.
Термопластичните смоли, използвани в момента в аерокосмическите приложения, са главно високотемпературни, високоефективни смолни матрици, включително PEEK, PPS и PEI, от които аморфният PEI се използва по-често в аерокосмическите приложения, отколкото полукристалните PPS и PEEK, от които аморфен PEI има повече приложения в самолетните конструкции от полукристалния PPS и PEEK с висока температура на формоване поради по-ниската си температура на обработка и разходите за обработка.
Термопластичните смоли имат по-добри механични свойства и химическа устойчивост, по-висока работна температура, висока специфична якост и твърдост, отлична якост на счупване и устойчивост на повреди, отлична устойчивост на умора, способност за формоване на сложни геометрии и структури, регулируема топлопроводимост, възможност за рециклиране, добра стабилност в тежки среди , повторяемо формоване и заваряемост и др.
Композити съставен от термопластична смола и усилващ материал, има много предимства като издръжливост, висока издръжливост, висока устойчивост на удар и устойчивост на повреди; влакнестият препрег не трябва да се съхранява отново при ниска температура, неограничен период на съхранение на препрега; кратък цикъл на формоване, заваряем, висока производителност, лесен за ремонт; скрапът може да се рециклира и използва повторно; голяма свобода на дизайна на продукта, може да се направи в сложни форми, широка адаптивност на формоване и др.
Подсилващ материал
Обикновено дължината на подсилените с къси влакна влакна е 0,2 до 0,6 mm и тъй като повечето влакна са с диаметър по-малък от 70 μm, така че късите влакна изглеждат по-скоро като прах. Термопластите, подсилени с къси влакна, обикновено се произвеждат чрез смесване на влакна в разтопени термопласти. Дължината и произволната ориентация на влакната в матрицата правят сравнително лесно постигането на добро омокряне, а композитите с къси влакна са най-лесни за производство в сравнение с подсилените с дълги и непрекъснати влакна материали, но с най-малко подобрение на механичните свойства. Композитите с къси влакна са склонни да се оформят в крайни части чрез методи на формоване или екструдиране, тъй като късите влакна имат по-малко влияние върху потока.
Подсилени с дълги влакна композити обикновено са с дължина около 20 mm влакна и обикновено се приготвят с помощта на непрекъснати влакна, инфилтрирани със смола и след това нарязани на определена дължина. Обикновено използваният процес е процесът на пултрузионно формоване, при който се получава непрекъснат ровинг на смес от влакна и термопластична смола чрез разтягане на влакната през специална формовъчна матрица. Понастоящем подсилените с дълги влакна PEEK термопластични композити могат да постигнат структурни свойства от повече от 200 MPa чрез FDM печат и модул от повече от 20 GPa, с по-добра производителност чрез леене под налягане.
Влакната в композитите, подсилени с непрекъснати влакна, са "непрекъснати" и варират на дължина от няколко метра до няколко хиляди метра. Композитите с непрекъснати влакна обикновено се предлагат като ламинати, предварително импрегнирани ленти или оплетки, образувани чрез импрегниране на желаната термопластична матрица с непрекъснати влакна.
Какви са характеристиките на композитните материали, подсилени с влакна?
Композитите, подсилени с влакна, са композити, образувани чрез процеси на навиване, формоване или пултрузия на усилващи влакнести материали, като стъклени влакна, въглеродни влакна, арамидни влакна и т.н., и матричния материал. Според различните усилващи материали, обикновените композити, подсилени с влакна, се разделят на композити, подсилени със стъклени влакна (GFRP), композити, подсилени с въглеродни влакна (CFRP) и композити, подсилени с арамидни влакна (AFRP).
Поради следните характеристики на армираните с влакна композити:
(1) висока якост и висок модул;
(2) проектиране на свойствата на материала;
(3) добра устойчивост на корозия и издръжливост;
(4) коефициент на топлинно разширение, подобен на този на бетона.
Тези характеристики правятFRP материалиможе да отговори на нуждите на съвременните конструкции за голям обхват, извисяващи се, тежки товари, леко тегло и висока якост и работа при тежки условия, а също така отговаря на изискванията на развитието на модерното индустриализирано сградно строителство, така че се използва все по-широко в различни граждански сгради, мостове, магистрали, морски, хидравлични съоръжения и подземни съоръжения.
Натисни тукза повече информация относно композитните материалиGRECHO Фибростъкло
Време на публикуване: 31 март 2023 г
