Bitna razlika između matrice smole i mehanizma za očvršćivanje
Termosetni karbonski vlakno
Najčešće korištene smole za termosetting karbonska vlakna, poput epoksidnih, poliestera ili fenolnih smola, mogu pečenje torte.inialno, smola postoji u tečnom obliku, što ga čini lako impregniranjem u tkanje ugljičnog vlakana. Tokom procesa sušenja (pokrenuta toplinom ili hemijskom katalizatoru), podvrgava se nepovratnom hemijskom transformacijom koja se zove unakrsno povezivanje. Ovaj proces formira izdržljive, trajne kovalentne veze između polimernih lanaca, stvarajući krutu, trodimenzionalnu strukturu. Jednom izliječen, termoset se ne može rastopiti ili preoblikovati; Ostaje trajno set, zbog čega to ima ovo ime.
Termoplastična karbonska vlakna
Najčešće korištene smole za termoplastičnu karbonska vlakna su polieterhethetkene, polierimid ili poliamid. Termoplastične smole ponašaju se poput čokolade. Thermoplastics se sastoji od dugih polimernih lanaca koji nedostaju hemijskih križanja. Kada se zagrijava iznad njihove talište, omekšaju se u viskoznu tečnost koja se može oblikovati po želji. Jednom hlađen, očvrsne i zadržavaju taj oblik. Ova promjena je čisto fizička i u potpunosti reverzibilna, što im omogućava da se više puta rastope i reselificiraju s malo gubitka hemijskog integriteta. Ova svojstvena reverzibilnost ključna je prednost mnogih modernih upotreba termoplastičnih kompozita od karbonskih vlakana.
Mehanička i ekološka svojstva termosetnog i termoplastičnog kompozita od karbonskih vlakana
Tradicionalno, termoset kompoziti, posebno oni izrađeni epoksidnim smolama, bile su mjerila za aplikacije velike čvrstoće. Njihova čvrsto povezana molekularna struktura pruža izvanrednu krutost i odličnu otpornost na puzanje (postepena deformacija pod produženim stresom), čineći ih idealnim za primarne strukture zrakoplova i visokoprovodne automobile. Također imaju tendenciju da održavaju odlična mehanička svojstva i stabilnost na visokim temperaturama. Na primjer, vodeći proizvođač Toray pruža Thermoset Prepregi za primarne strukture zrakoplova, koje su dokazale svoju pouzdanost više od 25 godina.
Međutim, termoplastika visokih performansi brzo zatvaraju jaz između performansi. Na primjer, ojačani u karbonskim vlaknima (CF-PEEK) pokazuje izvanredna mehanička svojstva koja rival ili čak nadmašuju one od mnogih termoset kompozita. U jednoj studiji, CF-Peek je pokazao zatezna čvrstoću 425 MPa, dok je sličan CF-epoksidni kompozit imao zatezanje od 311 MPa. Iako je druga studija izvijestila niži elastični modul za specifični CF / Peek kompozit u odnosu na CF / Epoxy Composite, izložena verzija Peek izložena 2,15 puta veću snagu navoja, demonstrirajući vrhunske performanse u aplikacijama za vijmu.
Poređenje otpornosti na udar i žilavost
Termoplastična karbonska vlakna pokazuje značajno veću otpornost na udar, jer njegovi polimerički lanci mogu se premjestiti i apsorbirati energiju, pomažući u sprečavanju katastrofalne širenja pukotina. Suprotno tome, čvrsto povezana struktura termoset plastike obično ih čini krhkim. Ova vrhunska žilavost čini termoplastične kompozite posebno vrijedne za dijelove koji su podložni utjecaju, poput potkoljenica, vodećih ivica krila i strukture automobilskih sudara. Studije su pokazale da u brzim testovima udara, termoplastični kompoziti nadmašuju termoset kompozite kao što su CF-epoksidne smole, koji izlaze veće otpornost na udarce i održavanje manje štete. Ova poboljšana trajnost je pokretačka snaga koja stoji iza upotrebe termoplastičnih ugljičnih vlakana u aerospace i odbrambenim aplikacijama nove generacije.
Kemijski i okolišni otpor
Oba materijala nude odličnu otpornost na faktore okoliša, ključnu prednost u odnosu na korodirane metale. Jednom izliječeni, termoseti su poznati po izvrsnoj otpornosti na hemikalije i otapala. Termoplastika takođe pokazuje visoku hemijsku otpornost, a polimeri kao što su Peek i PPS izlažu izvanrednu inertnost širokom rasponu hemikalija. Ova hemijska stabilnost dodatno doprinosi dugoročnoj trajnosti komponenata napravljenih od naprednih termozetnih i termoplastičnih kompozita od karbonskih vlakana.
Uticaj proizvodnje na termosetni i termoplastični materijali od karbonskih vlakana
Tradicionalni termozetinski materijali
Tradicionalno, proizvodnja komponenti karbonskih vlakana za zrakoplovske aplikacije bile su precizan i dugotrajan proces. Obično zahtijeva ručni ili automatizirani plasman prepreg limu u kalup, nakon čega slijedi prošireni ciklusi za sušenje u autoklavu (veliku, pećnicu pod pritiskom). Ove faze stvrdnjavanja mogu trajati nekoliko sati do potpuno unakrsne veze smole. Uobičajene tehnike proizvodnje uključuju ručno sloj, oblikovanje kompresije i prenošenje smola. Iako ovi procesi mogu proizvesti visokokvalitetne, pouzdane dijelove, oni su spori i energetski intenzivni, stvarajući uska grla za proizvodnju. Ovo ograničenje predstavlja značajan izazov kao što proizvođači aviona nastoje povećati proizvodnju do povijesnih sredstava.
Termoplastična kompozitna proizvodnja visokih performansi
Izrada termoplastičnih komposova visokih performansi predstavlja veliku pomak u efikasnosti proizvodnje. Budući da proces uključuje fizičko topljenje i učvršćivanje, vremena ciklusa značajno se smanjuju sa sati do minuta. To omogućava usvajanje velike brzine, automatizirane proizvodne metode koje su uobičajene u industriji plastike, uključujući termoformiranje, žigosanje, automatizirani smještaj vlakana (AFP) i u situ. In-situ Konsolidacija-grijanje, plasman i konsolidacija u jednom koraku uklanja potrebu za stvrdnjavanjem u autoklavu, značajno pojednostavljuju proizvodnju. Sposobnost da se brzo, neprekidno i automatski proizvodnja bude ključni faktorski kamat za kamatu za termosete i termoplastične karbonske vlakne. Međutim, proizvodnja termoplastičnih komposova visokih performansi zahtijeva veće temperature obrade, obično oko 400 stepeni, u odnosu na tipične temperature obrade od 200 stepeni ili niže za mnoge epoksidne smole, što zahtijeva upotrebu specijalizirane opreme.
Termosetni i termoplastični kompoziti karbonskih vlakana imaju utjecaj na druge industrije
Sportska oprema
Od teniskih reketa do biciklističkih okvira, lagana i ukočena svojstva termoseta dugo su bile na glavnoj mreži.
Marinac
Koristi se u brodskim trupom i nadstrukcijama. Energija: u vjetromske turbine i rezervoarima sa komprimiranim prirodnim gasom.
Medicinski
Za implantate i protetiku, biokompatibilnost i snaga materijala poput Peeka su neprocjenjivi.
Zaključak
Pravi materijal za svaki zadatak u ovoj stalnoj usporedbi termoset i termoplastičnih kompozita od karbonskih vlakana, ne postoji nijedan "bolji" materijal. Najbolji izbor u potpunosti ovisi o specifičnim zahtjevima aplikacije. Termosetni kompoziti ostaju dokazani radovi za prijave koje zahtijevaju najveću snagu, krutost i visoke temperaturne performanse i gdje su duga vremena proizvodnje prihvatljiva. Njihova zaostavština u zrakoplovnoj industriji testa je za njihovu pouzdanost i performanse. Termoplastični kompoziti, s druge strane, predstavljaju budućnost velike količine, održive kompozitne proizvodnje. Njihove ključne prednosti-žilavost, ciklusi brzih obrade i reciklabilnost - čine ih materijalom izbora za sljedeću generaciju zrakoplova, automobila i potrošačkih proizvoda.
Kontaktirajte nas
Ako želite znati više o proizvodima od karbonskih vlakana, kontaktirajte nas. Mi smo kompanija specijalizirana za proizvodnju proizvoda od karbonskih vlakana - Dongguan Juli Composite Technology Co., Ltd . - osnovana 2011. godine. Imamo više od deset godina iskustva u industriji i osnovali smo vlastiti brend. Kontaktirajte nas putem sales18@julitech.cn ili WhatsApp +86 18822947075. naša ugljeni vlakna je 100% autentična i su certificirani od strane mnogih kupaca. Dobrodošli ste posjetiti našu fabriku.
