Termoplastik kompozit malzeme nedir?
Son yıllarda, termoplastik reçineye dayanan fiber takviyeli termoplastik kompozitlerin geliştirilmesi hızlıdır ve bu tür yüksek performanslı kompozitlerin araştırılması ve geliştirilmesi dünyada başlamaktadır. 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.) as Takviye malzemeleri.
Termoplastik lipit bazlı kompozitler esas olarak uzun fiber takviyeli granüler (LFT) sürekli fiber takviyeli prepreg MT ve cam elyaf takviyeli termoplastik kompozitleri (CMT) içerir. Farklı kullanım gereksinimlerine göre, reçine matrisi PPE-PAPRT, Pelpcpes, Peekpi, PA ve diğer termoplastik mühendislik plastiklerini içerir ve boyut, cam kuru viskoz aril lif ve bor fiber gibi tüm olası lif çeşitlerini içerir. Termoplastik reçine matris kompozit teknolojisinin geliştirilmesi ve geri dönüşümünün geliştirilmesi ile bu tür kompozit malzemenin gelişimi daha hızlıdır. Termal süper birleşim, Avrupa ve Amerika'daki gelişmiş ülkelerdeki toplam ağaç matrisi kompozit malzemenin% 30'undan fazlasını oluşturmuştur.
Termoplastik matris
Termoplastik matris bir tür termoplastik malzemedir, iyi mekanik özelliklere ve ısı direncine sahiptir, çeşitli endüstriyel malzemelerin üretiminde kullanılabilir. Termoplastik matris, yüksek mukavemet, yüksek ısı direnci ve iyi korozyon direnci ile karakterizedir.
Şu anda, havacılık alanına uygulanan termoplastik reçineler esas olarak yüksek sıcaklığa dayanıklı ve PEEK, PPS ve PEI dahil yüksek performanslı reçine matrisidir. Bunlar arasında, amorf PEI uçak yapısında yarı kristalin PPS'den daha yaygın olarak kullanılır ve daha düşük işlem sıcaklığı ve işlem maliyeti nedeniyle yüksek kalıplama sıcaklığına sahip göz önüne alınır.
Termoplastik reçine daha iyi mekanik özelliklere ve kimyasal korozyon direncine, daha yüksek servis sıcaklığına, yüksek spesifik mukavemet ve sertlik, mükemmel kırık tokluğu ve hasar toleransı, mükemmel yorgunluk direnci, karmaşık geometrik şekil ve yapıya, ayarlanabilir termal iletkenlik, geri dönüşüm, sert ortamda iyi stabilite, tekrarlanabilir kalıplama ve onarım özelliğine sahiptir.
Termoplastik reçine ve takviye materyalinden oluşan kompozit malzeme dayanıklılık, yüksek tokluk, yüksek darbe direnci ve hasar toleransına sahiptir. Fiber Prepreg'in artık düşük sıcaklıkta, sınırsız prepreg depolama süresinde saklanmasına gerek yoktur; Kısa biçimlendirme döngüsü, kaynak, yüksek üretim verimliliği, onarımı kolay; Atık geri dönüştürülebilir; Ürün tasarımı özgürlüğü büyüktür, uyarlanabilirlik ve diğer birçok avantaj oluşturarak karmaşık şekle dönüştürülebilir.
Güçlendirici malzeme
Termoplastik kompozitlerin özellikleri sadece reçine ve güçlendirilmiş lifin özelliklerine değil, aynı zamanda fiber takviye modu ile de yakından ilişkilidir. Termoplastik kompozitlerin lif takviye modu üç temel form içerir: kısa elyaf takviyesi, uzun elyaf takviyesi ve sürekli elyaf takviyesi.
Genel olarak, zımba takviyeli lifler 0.2 ila 0.6 mm uzunluğundadır ve çoğu lif çapı 70μm daha az olduğundan, zımba lifleri daha çok toz gibi görünür. Kısa elyaf takviyeli termoplastikler genellikle liflerin erimiş bir termoplastik haline getirilmesiyle üretilir. Matrix'teki fiber uzunluğu ve rastgele yönlendirme, iyi ıslatma elde etmeyi nispeten kolaylaştırır. Uzun elyaf ve sürekli fiber takviyeli malzemelerle karşılaştırıldığında, kısa fiber kompozitler, mekanik özelliklerde minimum iyileşme ile üretimi en kolaydır. Zımba elyaf kompozitler, nihai bileşenler oluşturmak için kalıplama veya ekstrüde olma eğilimindedir, çünkü zımba liflerinin akışkanlık üzerinde daha az etkisi vardır.
Uzun fiber takviyeli kompozitlerin lif uzunluğu genellikle yaklaşık 20 mm'dir, bu da genellikle reçineye ıslatılmış ve belirli bir uzunluğa kesilmiş sürekli elyaf ile hazırlanır. Kullanılan ortak işlem, özel bir kalıplama kalıbı yoluyla sürekli bir fiber ve termoplastik reçine karışımının çizilmesiyle üretilen pultrüzyon işlemidir. Şu anda, uzun elyaf takviyeli Peek termoplastik kompozitin yapısal özellikleri 200MPA'dan fazla ulaşabilir ve modül FDM baskı ile 20GPA'dan fazla ulaşabilir ve özellikler enjeksiyon kalıplama ile daha iyi olacaktır.
Sürekli lif takviyeli kompozitlerdeki lifler “sürekli” dir ve uzunlukları birkaç metreden birkaç bin metreye kadar değişir. Sürekli fiber kompozitler genellikle sürekli liflerin istenen termoplastik matrisle emprenye edilmesiyle oluşturulan laminatlar, prepregler veya örgülü kumaşlar vb.
Fiber takviyeli kompozitlerin özellikleri nelerdir
Elyaf takviyeli kompozit, cam fiber, karbon fiber, aramid fiber ve matris malzemeleri gibi güçlendirilmiş fiber malzemelerden sarma, kalıplama veya pultrüzyon kalıplama işlemi ile yapılır. Farklı takviye malzemelerine göre, ortak fiber takviyeli kompozitler cam fiber takviyeli kompozit (GFRP), karbon fiber takviyeli kompozit (CFRP) ve aramid fiber takviyeli kompozit (AFRP) içine bölünebilir.
Fiber takviyeli kompozitler aşağıdaki özelliklere sahiptir:
(1) yüksek spesifik mukavemet ve büyük spesifik modül;
(2) malzeme özellikleri tasarlanabilir;
(3) iyi korozyon direnci ve dayanıklılık;
(4) Termal genleşme katsayısı betona benzer.
Bu özellikler, FRP materyallerinin modern yapıların geliştirilmesinin ihtiyaçlarını büyük bir açıklık, yükselen, ağır yük, ışık ve yüksek güç ve zorlu koşullar altında geliştirebilmesini sağlar, ancak aynı zamanda modern inşaat sanayileşmesinin gelişiminin gereksinimlerini karşılamak için, bu nedenle çeşitli sivil binalarda, otoyollarda, otoyollarda, okyanus, hidrolik yapılarda ve diğer alanlarda daha yaygın olarak kullanılmaktadır.
Termoplastik kompozitler büyük gelişme beklentisine sahiptir
Rapora göre, Global Termoplastik Kompozitler pazarının 2030 yılına kadar 66.2 milyar dolara ulaşması bekleniyor ve tahmin döneminde yıllık% 7,8 bileşik büyüme oranı. Bu artış, havacılık ve otomotiv sektörlerinde artan ürün talebine ve inşaat sektöründeki üstel büyümeye bağlanabilir. Termoplastik kompozitler konut binaları, altyapı ve su temini tesislerinin inşasında kullanılır. Mükemmel güç, tokluk ve geri dönüştürülme ve yeniden katlanma yeteneği gibi özellikler, thermoplastik kompozitleri bina uygulamaları için ideal hale getirir.
Termoplastik kompozitler ayrıca depolama tankları, hafif yapılar, pencere çerçeveleri, telefon direkleri, korkuluklar, borular, paneller ve kapılar üretmek için de kullanılacaktır. Otomotiv endüstrisi kilit uygulama alanlarından biridir. Üreticiler, metal ve çeliği hafif termoplastik kompozitlerle değiştirerek yakıt verimliliğini artırmaya odaklanıyor. Örneğin karbon fiber, çelik kadar beşte bir ağırlığındadır, bu nedenle aracın toplam ağırlığını azaltmaya yardımcı olur. Avrupa Komisyonu'na göre, otomobiller için karbon emisyon kapağı hedefi, otomotiv imalat endüstrisindeki termoplastik kompozitlere olan talebi artırması beklenen 2024 yılına kadar kilometre başına 130 gramdan kilometrede 95 gram yükseltilecek.
Termoplastik kompozitler beklentisi çok büyük ve yerli üreticiler araştırma ve geliştirmeye büyük yatırım yapıyorlar. Gelecekte herkesin ortak çabalarıyla, iç kompozit teknolojinin uluslararası lider pozisyonda olabileceğini umuyoruz.
Gönderme Zamanı: Nisan-21-2023