Wat is thermoplastisch composietmateriaal?
In de afgelopen jaren is de ontwikkeling van vezelversterkte thermoplastische composieten op basis van thermoplastische hars snel, en het onderzoek en de ontwikkeling van dit soort composieten met hoge prestaties begint in de wereld. 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.) als versterkingsmaterialen.
Composieten op basis van thermoplastische lipiden omvatten voornamelijk lange vezelversterkte korrelige (LFT) continue vezelversterkte prepreg MT en glasvezelversterkte thermoplastische composieten (CMT). Volgens verschillende gebruikseisen, omvat de harsmatrix PPE-PAPRT, PELPCPES, PEEKPI, PA en andere thermoplastische technische kunststoffen, en de dimensie omvat alle mogelijke vezelvariëteiten zoals glazen droge viscose arylvezel en boorvezel. Met de ontwikkeling van de technologie van thermoplastische harsmatrixcomposiet en de recyclebaarheid ervan, is de ontwikkeling van dit soort composietmateriaal sneller. De thermische supercompound is goed voor meer dan 30% van de totale hoeveelheid boommatrixcomposietmateriaal in ontwikkelde landen in Europa en Amerika verantwoord.
Thermoplastische matrix
Thermoplastische matrix is een soort thermoplastisch materiaal, het heeft goede mechanische eigenschappen en hittebestendigheid, kan worden gebruikt bij de productie van verschillende industriële benodigdheden. Thermoplastische matrix wordt gekenmerkt door hoge sterkte, hoge hittebestendigheid en goede corrosieweerstand.
Op dit moment zijn thermoplastische harsen die op het luchtvaartveld worden toegepast, voornamelijk hoge temperatuurbestendige en hoge prestatieharsmatrix, inclusief PEEK, PPS en PEI. Onder hen wordt amorfe PEI breder gebruikt in de vliegtuigstructuur dan semi-kristallijne PPS en PEEK met hoge vormtemperatuur vanwege de lagere verwerkingstemperatuur en verwerkingskosten.
Thermoplastische hars heeft betere mechanische eigenschappen en chemische corrosieweerstand, hogere servicetemperatuur, hoge specifieke sterkte en hardheid, uitstekende breuktaaiheid en schadetolerantie, uitstekende vermoeidheidsweerstand, kan worden gevormd in complexe geometrische vorm en structuur, verstelbare thermische geleidbaarheid, recyclabiliteit, goede stabiliteit in de raamomgeving, herhaalbare vormen, lassen en herstelkarakteristieken.
Het composietmateriaal dat bestaat uit thermoplastische hars en versterkingsmateriaal heeft duurzaamheid, hoge taaiheid, hoge impactweerstand en schadetolerantie. Vezel Prepreg hoeft niet langer te worden opgeslagen bij lage temperatuur, onbeperkte opslagperiode voor de opslag; Korte vormingcyclus, lassen, hoge productie -efficiëntie, gemakkelijk te repareren; Het afval kan worden gerecycled; De vrijheid van het productontwerp is groot, kan in complexe vorm worden gemaakt, waardoor aanpassingsvermogen en vele andere voordelen worden gevormd.
Versterking van materiaal
De eigenschappen van thermoplastische composieten zijn niet alleen afhankelijk van de eigenschappen van hars en versterkte vezels, maar ook nauw verwant aan de vezelversterkingsmodus. De vezelversterkingsmodus van thermoplastische composieten omvat drie basisvormen: korte vezelwapening, lange vezelversterking en continue vezelwapening.
Over het algemeen zijn niet -gevorderde vezels 0,2 tot 0,6 mm lang, en aangezien de meeste vezels een diameter van minder dan 70 urn hebben, lijken de basisvezels meer op poeder. Korte vezelversterkte thermoplastics worden in het algemeen vervaardigd door vezels te mengen in een gesmolten thermoplastisch. De vezellengte en willekeurige oriëntatie in de matrix maken het relatief eenvoudig om goed bevochtiging te bereiken. In vergelijking met lange vezel- en continue vezelversterkte materialen, zijn korte vezelcomposieten het gemakkelijkst te produceren met minimale verbetering van mechanische eigenschappen. Stapelvezelcomposieten worden meestal gevormd of geëxtrudeerd om uiteindelijke componenten te vormen omdat basisvezels minder effect hebben op vloeibaarheid.
De vezellengte van lange vezelversterkte composieten is over het algemeen ongeveer 20 mm, die meestal wordt bereid door continue vezel die in hars wordt bevochtigd en in een bepaalde lengte wordt gesneden. Het gebruikte gebruikelijke proces is het pultrusieproces, dat wordt geproduceerd door een continu zwervende mengsel van vezels en thermoplastische hars te tekenen door een speciale vormstater. Op dit moment kunnen de structurele eigenschappen van lang -vezelversterkte PEEK -thermoplastische composiet meer dan 200 MPa bereiken en de modulus kan meer dan 20GPA bereiken door FDM -printen, en de eigenschappen zullen beter zijn door spuitgieten.
De vezels in continue vezelversterkte composieten zijn "continu" en variëren in lengte van enkele meter tot enkele duizenden meters. Continue vezelcomposieten bieden over het algemeen laminaten, prepregs of gevlochten stoffen, enz., Gevormd door de continue vezels te impregneren met de gewenste thermoplastische matrix.
Wat zijn de kenmerken van vezelversterkte composieten
Vezelversterkte composiet is gemaakt van versterkte vezelmaterialen, zoals glasvezel, koolstofvezel, aramide vezel en matrixmaterialen door wikkeling, vorm- of pultrusiespollingsproces. Volgens de verschillende versterkingsmaterialen kunnen gemeenschappelijke vezelversterkte composieten worden onderverdeeld in glasvezelversterkte composiet (GFRP), koolstofvezelversterkte composiet (CFRP) en aramide vezelversterkte composiet (AFRP).
Vezelversterkte composieten hebben de volgende kenmerken:
(1) hoge specifieke sterkte en grote specifieke modulus;
(2) de materiaaleigenschappen zijn ontwerpt;
(3) goede corrosieweerstand en duurzaamheid;
(4) De coëfficiënt van thermische expansie is vergelijkbaar met die van beton.
Deze kenmerken zorgen ervoor dat FRP -materialen kunnen voldoen aan de behoeften van de ontwikkeling van moderne structuren tot grote spanwijdte, torenhoge, zware belasting, licht en hoge sterkte en werken onder harde omstandigheden, maar ook om te voldoen aan de vereisten van de ontwikkeling van de moderne constructie -industrialisatie, dus het worden steeds grotendeels gebruikt in een verscheidenheid aan civiele gebouwen, bruggen, snelwegen, oceanen, oceanen, hydraulische structuren en ondergrondse structuren en andere gevallen.
Thermoplastische composieten hebben geweldige ontwikkelingsperspectieven
Volgens het rapport zal de wereldwijde markt voor thermoplastische composieten naar verwachting in 2030 US $ 66,2 miljard bereiken, met een samengestelde jaarlijkse groeipercentage van 7,8% tijdens de voorspellingsperiode. Deze toename kan worden toegeschreven aan de groeiende productvraag in de ruimtevaart- en automobielsector en exponentiële groei in de bouwsector. Thermoplastische composieten worden gebruikt bij de bouw van woongebouwen, infrastructuur en watervoorziening. Eigenschappen zoals uitstekende sterkte, taaiheid en het vermogen om te worden gerecycled en geremold, maken thermoplastische composieten ideaal voor bouwtoepassingen.
Thermoplastische composieten zullen ook worden gebruikt om opslagtanks, lichtgewicht structuren, raamframes, telefoonpalen, leuningen, leidingen, panelen en deuren te produceren. De auto -industrie is een van de belangrijkste applicatiegebieden. Fabrikanten richten zich op het verbeteren van de brandstofefficiëntie door metalen en staal te vervangen door lichtgewicht thermoplastische composieten. Koolstofvezel weegt bijvoorbeeld een vijfde zoveel als staal, dus het helpt het totale gewicht van het voertuig te verminderen. Volgens de Europese Commissie zal het doel van de CO2 -emissiekap voor auto's worden verhoogd van 130 gram per kilometer tot 95 gram per kilometer tegen 2024, waarvan wordt verwacht dat het de vraag naar thermoplastische composieten in de industrie in de auto -industrie vergroot.
Het vooruitzicht van thermoplastische composieten is enorm en binnenlandse fabrikanten investeren zwaar in onderzoek en ontwikkeling. We hopen dat met de gezamenlijke inspanningen van iedereen in de toekomst, de binnenlandse samengestelde technologie in de internationale leidende positie kan zijn.
Posttijd: APR-21-2023