Введение в композиты, армированные длинным волокном

Термопластический композит, армированный длинным волокном, относится к волокну длиной более 10 мм, армированному термопластом, армированным волокном к стекловолокну, углеродному волокну и другим волокнам, в основном, наиболее используемой полимерной подложкой является ПП (полипропилен), за которым следует ПА (полиамид), другие подобные как PPS (полифениленсульфид), TPU (полиуретан) и другие смолы, в зависимости от типа смолы с соответствующей обработкой поверхности волокна, можно достичь лучших результатов.

Добавление волокнистых материалов в смолу может значительно улучшить общие свойства материала. Волокнистые композитные материалы поглощают внешние силы тремя способами: выдергиванием волокна, разрывом волокна и разрушением смолы. С увеличением длины волокна для вытягивания волокна требуется больше энергии, что способствует повышению ударной вязкости. В композиционных материалах конец волокна часто является точкой зарождения роста трещины, а количество длинных концов волокна невелико, что также повышает ударную вязкость. Смеси с длинными волокнами переплетаются, поворачиваются и изгибаются друг с другом при заполнении формы, а не выстраиваются вдоль направления потока, как смеси с короткими волокнами. Следовательно, по сравнению с такими же формовочными деталями из смеси коротких волокон, формованные изделия из смеси длинных волокон имеют более высокую изотропию, лучшую плоскостность и меньшую деформацию, поэтому размер более стабилен. Температура термической деформации термопластов, армированных длинными волокнами, также выше, чем у термопластов, армированных короткими волокнами. Следовательно, композиты с длинными волокнами обладают лучшими характеристиками, чем композиты с короткими волокнами, и могут улучшить жесткость, прочность на сжатие, прочность на изгиб и сопротивление ползучести. Термопластичные композиты делятся на армированные длинными волокнами и армированные короткими волокнами.

Метод заключается в разрезании материала препрега, полученного пропиткой плавлением, с получением частиц размером 6-10 мм. Длина частицы соответствует длине волокна, и волокно равномерно распределяется в смоле, так что материал имеет высокую ударную вязкость и модуль, коробление уменьшается, скорость усадки уменьшается, стабильность размеров увеличивается. , и сопротивление усталости продукта улучшается.

Частицы могут быть нагреты машиной для литья под давлением и впрыснуты в форму, а затем нагреты и помещены в форму под давлением. В зависимости от типа термопластичной смолы и формы изделия из композитного материала регулируются температура, давление и время параметров процесса. Методом литья под давлением можно изготавливать изделия сложной формы, что значительно расширяет область применения.

Самый простой метод формования состоит в том, чтобы взять полученный армированный волокном термопластический препрег, многослойное наложение, метод наложения двух соседних слоев 0/90 градусов, а затем в прессовочной плите для горячего прессования, чтобы получить лист или другую простую форму . Этот метод является наиболее часто используемым методом подготовки листов и листов. Для повышения эффективности работы для формования также можно использовать двухвалковое и трехвалковое каландрирование.

Кроме того, лист препрега разрезают по размерам формы и нагревают в нагревательной печи до температуры выше температуры плавления смолы. Затем его направляют в пресс-форму для быстрого горячего прессования и охлаждения с получением продукта. Формирующий цикл этого метода короткий. Он подходит для изделий с большими изменениями толщины и плотности, сложных форм, таких как выпуклая, вогнутая или радиальная, а также для изделий с закладными металлическими деталями. Этот метод отличается низким потреблением энергии и себестоимостью производства, но высокой эффективностью производства.

Этот метод является типичным производственным процессом, который позволяет непрерывно и экономично производить композитные материалы. Технология пултрузионного формования представляет собой непрерывный автоматический процесс производства высококачественных и недорогих композитных материалов с высоким содержанием волокна. В этом методе длинное волокно пропитывается смолой, затем проходит через формовочную форму с определенной формой поперечного сечения и затвердевает в форме, а затем продукт вытягивается из процесса формования. Процесс экструзионного формования имеет следующие преимущества: например, вязкость смолы можно регулировать в любое время, содержание волокна может достигать 80 процентов; Автоматический контроль производственного процесса, высокая эффективность производства; Продольная и поперечная прочность продукта может быть отрегулирована произвольно для удовлетворения требований различных механических свойств продукта; Качество продукции стабильное, повторяемость хорошая, длину можно отрезать произвольно; В производстве нет угловых отходов, а продукт не нуждается в постобработке, поэтому он экономит труд, материалы и потребление энергии по сравнению с другими процессами.

Термопластичные композиты, армированные длинным волокном, в качестве конструкционных материалов могут использоваться в промышленных, гражданских, военных и других областях, применялись в аэрокосмической, автомобильной, электротехнической, связи, спортивном оборудовании и других областях.

«Охрана окружающей среды, энергосбережение и легкий вес автомобилей» способствуют быстрой разработке термопластичных композитных материалов, армированных длинными волокнами, конструкции компонентов и их применению. Длинные армированные стекловолокном термопластичные композиты на основе полипропилена (ПП) нашли широкое применение в концевых частях автомобилей. Данные показывают, что 80 процентов спроса на термопластичные композиты, армированные длинным стекловолокном, приходится на автомобильную промышленность (запасные части), которая широко используется в автомобилях европейских марок. Особые требования высокой производительности и диверсификации автомобильных деталей также делают длинные армированные волокном термопластичные композиты более доступными для волокна и смолы. Термопластичные композиты, армированные длинным волокном, используются в следующих деталях: передний торцевой модуль, приборная панель, дверной модуль, кузов, днище и другие детали сложной формы, в том числе сложные детали, полученные методом литья под давлением, двери и окна, кузов. нижняя пластина, инструменты и т. д., или в качестве ламинированных материалов, таких как защитная пластина каретки и потолок автофургонов. И использование композитных материалов из углеродного волокна в автомобилях высокого класса или спортивных автомобилях, а также гоночных автомобилях также увеличивается, и даже внешний вид всего автомобиля из композитного углеродного волокна.

Развитие высокоскоростных железных дорог в Китае предъявляет повышенные требования к термопластичным композитам, армированным длинным волокном, и производительность различных частей различна, что также делает термопластичные композиты, армированные длинным волокном, для высокоскоростных железных дорог, демонстрируют богатое и красочное развитие.

Волокна с высокими эксплуатационными характеристиками, такие как арамидные, сверхвысокомолекулярные, высокопрочные и высокомодульные полиэтиленовые волокна и углеродные волокна, формуются в термопластичные композитные материалы, которые можно использовать для бронежилетов, щитов, шлемов и так далее. Высокоэффективные термопластичные композиты, армированные длинным волокном и смолой, также могут использоваться в танках, бронетехнике и другой бронетехнике.

Авиация предъявляет особые требования к передовым и высокопроизводительным материалам, и различные продукты в этой области предъявляют разнообразные требования к термопластичным композитам, армированным длинными волокнами, среди которых наиболее важными являются композиты из углеродного волокна. Волокнистые композиты широко используются в ракетах, реактивных снарядах и высокоскоростных самолетах из-за их уникальных и превосходных физических и химических свойств. Например, использование углеродного волокна и пластиковых композитных материалов, изготовленных в самолетах, спутниках, ракетах и ​​других космических аппаратах, не только с большой тягой, но и с низким уровнем шума; А из-за их легкого веса, а значит, меньшего энергопотребления, можно сэкономить много топлива.

Использование термопластичного композитного материала, армированного длинным волокном, в области высококачественных строительных материалов в основном основано на пластине, в основном из полипропилена, армированного стекловолокном, легкого веса, с высокой удельной прочностью, удельным модулем, коррозионной стойкостью, хорошей водостойкостью, простотой. использование, низкая стоимость, можно резать в соответствии с потребностями, можно устанавливать с помощью винтов, заклепок, также можно использовать сварку горячим расплавом и другие преимущества. Его можно использовать в качестве стеновой панели, облицовочной панели стены и строительного шаблона. Непрерывные термопластичные композиты, армированные длинными волокнами, также могут использоваться для изготовления высококачественных пластиковых труб.