Высокопрочный полимер CF PP

Высокопрочный полипропиленовый полимер из углеродного волокна CF

Материал LCF PP означает полипропилен, армированный длинным углеродным волокном.

LCF PP (полипропилен, армированный длинным углеродным волокном) – это важная отрасль в области производства высокоэффективных термопластичных композитов (LFRT - термопластов, армированных длинными волокнами). Это композитный материал, изготовленный из полипропиленовой (ПП) смолы с непрерывными углеродными волокнами (Carbon Fiber, CF) длиной более 5 миллиметров, служащими армирующим каркасом. Его производят посредством особых процессов, таких как пултрузионная пропитка. Появление этого материала связано не просто с смешиванием двух материалов; скорее, благодаря технологии «длинного волокна» его характеристики были значительно улучшены, что делает его идеальным выбором для легких и высокопрочных конструкций. Он также играет решающую роль в процессе «замены стали пластиком».

Основа LCF PP: армирование длинным волокном.

Значительные различия в эксплуатационных характеристиках ПП-композита LCF и традиционного ПП, армированного коротким волокном (SCF), обусловлены его уникальной микроструктурой.
Короткие волокна (SCF):Длина волокна обычно составляет менее 1 миллиметра и диспергируется в матрице во время литья под давлением, в основном служа наполнителем и обеспечивая небольшой эффект армирования, но неспособный сформировать эффективную сеть передачи напряжений.
Длинные волокна (LCF):Длина волокна соответствует конечной длине частиц (например, 12 мм или 25 мм). Во время литья под давлением эти длинные волокна переплетаются и перекрываются друг с другом, создавая трехмерную непрерывную «скелетную сеть волокон» внутри компонента.

Когда компоненты подвергаются внешним силовым воздействиям или нагрузкам, эта скелетная сеть может эффективно передавать и распределять напряжение, предотвращая концентрацию напряжения в одной точке и вызывая разрушение материала. Матричная смола (ПП) отвечает за герметизацию волокон, придание им формы и обеспечение химической защиты.

Ключевые преимущества материала LCF PP

Внедрение длинных углеродных волокон существенно улучшило эксплуатационные недостатки полипропиленовой матрицы, позволив ей обладать характеристиками, сравнимыми с характеристиками конструкционных пластиков и даже металлов.

1. Выдающиеся механические свойства

Высокая удельная прочность и высокий удельный модуль: это наиболее значительное преимущество LCF PP. Сами углеродные волокна обладают чрезвычайно высокой прочностью и модулем упругости, намного превосходящими показатели стекловолокна. По сравнению с металлами LCF PP имеет чрезвычайно низкую плотность, что позволяет значительно снизить вес компонентов при сохранении той же жесткости и прочности.
Превосходная ударопрочность: при ударах на высокой-скорости длинная волоконная сеть поглощает энергию за счет механизма волокон. Это означает, что волокна будут отделяться от матрицы, прежде чем сломаться, и этот процесс требует большого количества энергии удара, что делает материал чрезвычайно прочным, особенно в условиях низких-температур, где стандартный полипропилен работает плохо.
Выдающееся сопротивление ползучести: Под ползучестью понимается медленная пластическая деформация материалов под постоянным напряжением (особенно при высоких температурах). Волокнистый каркас внутри LCF PP может эффективно противостоять деформации при таких длительных-нагрузках, что делает его подходящим для компонентов конструкций, требующих сохранения точности размеров в течение длительного периода, таких как опоры и рамы.

2. Оптимизированные тепловые характеристики.

Высокая температура теплового искажения (HDT): HDT LCF PP значительно выше, чем у немодифицированного PP и LGF PP. Это указывает на то, что он может сохранять свою структурную жесткость при более высоких температурах (например, в моторном отсеке автомобиля), тем самым расширяя сферу своего применения.
Чрезвычайно низкий коэффициент линейного теплового расширения (CLTE): это ключевая инженерная характеристика LCF PP. Его КЛТР очень низок и близок к металлическому.
Стабильность размеров: при экстремальных перепадах температур (например, при холодных и горячих циклах) деформация компонентов минимальна, что обеспечивает точность сборки.

3. Сохранение преимуществ, присущих матрице PP.

Выдающаяся химическая стойкость: LCF PP унаследовал превосходную стойкость полипропиленовой матрицы к различным химикатам, кислотам, основаниям, солям и обычным автомобильным жидкостям.
Низкое водопоглощение. ПП — не-полярный материал с чрезвычайно низким водопоглощением. Благодаря этому компоненты LCF PP демонстрируют значительно лучшие механические свойства и стабильность размеров во влажной среде по сравнению с композитными материалами на основе нейлона (PA)-.

CF PP: типичные области применения

Пластиковые гранулы LCF PP благодаря своим легким,-высокопрочным и проводящим свойствам быстро заменяют металлы и другие конструкционные пластмассы во многих высокотехнологичных-областях производства:

Автомобильная промышленность:
Структурные компоненты: каркас приборной панели (IP), кронштейн переднего модуля (FEM), лоток для аккумулятора (особенно аккумуляторной батареи электромобиля) и защитная пластина, рама сиденья, внутренняя панель задней двери автомобиля (подъемная дверь), педальный узел.
Окружение двигателя: Лопасти и рама вентилятора (кольцо вентилятора), крышка капота двигателя.
Функциональные компоненты: Проводящие компоненты топливной системы, корпус ЭБУ (электронного блока управления), требующий экранирования от электромагнитных помех.
Промышленность и машиностроение:
Обращение с жидкостями: используется в качестве альтернативы нержавеющей стали или чугуну для изготовления корпусов насосов, рабочих колес, клапанов и т. д. химических насосов (благодаря ее химической стойкости и прочности).
Автоматизация/робототехника: компоненты механической руки, легкие шестерни (благодаря их легкому весу и высокой жесткости).

Физические упражнения и досуг:Такие продукты, как рамы дронов, компоненты велосипедов и лопасти каяков, предъявляют чрезвычайно строгие требования к весу и жесткости.

 

Электроника и товары народного потребления:
Электронные корпуса: Корпуса или внутренние опоры для серверов и коммуникационного оборудования.
Высококлассные-инструменты: легкие и-высокопрочные корпуса для электроинструментов профессионального-класса.

LCF PP (полипропилен, армированный длинным углеродным волокном) – это высокоэффективный-композиционный материал. Благодаря технологии каркасной сети из длинных волокон она успешно сочетает в себе низкую стоимость и химическую стойкость полипропиленовой матрицы с чрезвычайно легким весом, высокой жесткостью, высокой прочностью и проводимостью углеродных волокон. Это не только модернизированная версия пластиковых гранул LGF PP, но и идеальное решение для многих применений, требующих проводимости, экранирования или сверхлегкого веса, заменяющих-отлитые под давлением металлы. Понимание важности сохранения длины волокна во время обработки является ключом к полной реализации его потенциала.

Свяжитесь с нами для получения предложения