Isfarë është materiali i përbërë termoplastik?
Vitet e fundit, zhvillimi i kompozitave termoplastikë të përforcuar me fibra bazuar në rrëshirën termoplastike është i shpejtë, dhe hulumtimi dhe zhvillimi i këtij lloji të kompozitave me performancë të lartë po fillon në botë. Kompozitat termoplastikë i referohen polimereve termoplastikë (të tilla si polietileni (PE), poliamidi (PA), polifenileni sulfid (PPS), polieter imide (PEI), keton polieter (pekk) dhe keton eter polether, si matricë. Materialet e përforcimit.
Kompozitat termoplastike të bazuara në lipide përfshijnë kryesisht fibra të gjata të përforcuara kokrrizore (LFT) me fibër të vazhdueshme të përforcuara MT dhe kompozime termoplastike të përforcuara me fibra të qelqit (CMT). Sipas kërkesave të ndryshme të përdorimit, matrica e rrëshirës përfshin PPE-PAPRT, pelpcpes, peekpi, PA dhe plastikë të tjera inxhinierike termoplastike, dhe dimensioni përfshin të gjitha varietetet e mundshme të fibrave të tilla si fibra aril të thata të qelqit dhe fibra bor. Me zhvillimin e teknologjisë së përbërjes së matricës së rrëshirës termoplastike dhe riciklueshmërisë së saj, zhvillimi i këtij lloji të materialit të përbërë është më i shpejtë. Supercompound termik ka llogaritur më shumë se 30% të sasisë totale të materialit të përbërë të matricës së pemëve në vendet e zhvilluara në Evropë dhe Amerikë.
Matricë termoplastike
Matrica termoplastike është një lloj materiali termoplastik, ai ka veti të mira mekanike dhe rezistencë ndaj nxehtësisë, mund të përdoret në prodhimin e furnizimeve të ndryshme industriale. Matrica termoplastike karakterizohet nga forca e lartë, rezistenca e lartë e nxehtësisë dhe rezistenca e mirë e korrozionit.
Aktualisht, rrëshirat termoplastike të aplikuara në fushën e aviacionit janë kryesisht të larta rezistente ndaj temperaturës dhe matricën e rrëshirës me performancë të lartë, duke përfshirë PEEK, PPS dhe PEI. Midis tyre, PEI amorfe përdoret më gjerësisht në strukturën e avionëve sesa PP-të gjysmë kristalore dhe shikojnë me temperaturë të lartë të formimit për shkak të temperaturës më të ulët të përpunimit dhe kostos së përpunimit.
Rrëshira termoplastike ka veti më të mira mekanike dhe rezistencë kimike të korrozionit, temperaturë më të lartë të shërbimit, forcë dhe fortësi të lartë specifike, ashpërsi të shkëlqyeshme të frakturës dhe tolerancën e dëmtimit, rezistencë të shkëlqyeshme të lodhjes, mund të formohen në formë dhe strukturë komplekse gjeometrike, përçueshmëri termike të rregullueshme, riciklueshmëri, stabilitet të mirë në mjedisin e ashpër, formimin e përsëritur, saldimin dhe karakteristikat e riparimit.
Materiali i përbërë i përbërë nga rrëshira termoplastike dhe materiali i përforcimit ka qëndrueshmëri, ashpërsi të lartë, rezistencë të lartë me ndikim dhe tolerancë të dëmtimit. Prepreg i fibrave nuk ka më nevojë të ruhet në temperaturë të ulët, periudha e pakufizuar e ruajtjes paraprake; Cikli i formimit të shkurtër, saldimi, efikasiteti i lartë i prodhimit, i lehtë për tu riparuar; Mbeturinat mund të riciklohen; Liria e dizajnit të produktit është e madhe, mund të bëhet në gjendje komplekse, duke formuar përshtatshmëri dhe shumë avantazhe të tjera.
Material përforcues
Karakteristikat e përbërjeve termoplastike jo vetëm që varen nga vetitë e rrëshirës dhe fibrave të përforcuara, por edhe të lidhura ngushtë me mënyrën e përforcimit të fibrave. Mënyra e përforcimit të fibrave të kompozitave termoplastike përfshin tre forma themelore: përforcim të shkurtër të fibrave, përforcim të gjatë të fibrave dhe përforcim të vazhdueshëm të fibrave.
Në përgjithësi, fibrat e përforcuara kryesore janë të gjata 0.2 deri 0.6 mm, dhe meqenëse shumica e fibrave janë më pak se 70 μm në diametër, fibrat kryesore duken më shumë si pluhur. Termoplastika e përforcuar me fibra të shkurtra prodhohet përgjithësisht duke përzier fijet në një termoplastik të shkrirë. Gjatësia e fibrave dhe orientimi i rastësishëm në matricë e bëjnë relativisht të lehtë arritjen e lagjes së mirë. Krahasuar me fibrat e gjata dhe materialet e vazhdueshme të përforcuara me fibra, kompozitat e shkurtra të fibrave janë më të lehta për t'u prodhuar me përmirësim minimal të vetive mekanike. Kompozitat e fibrave kryesore kanë tendencë të formohen ose ekstrudohen për të formuar komponentët përfundimtarë sepse fibrat kryesore kanë më pak efekt në rrjedhshmërinë.
Gjatësia e fibrave të përbërjeve të gjata të përforcuara me fibra është përgjithësisht rreth 20 mm, e cila zakonisht përgatitet nga fibra e vazhdueshme e lagur në rrëshirë dhe prerë në një gjatësi të caktuar. Procesi i zakonshëm i përdorur është procesi i pultrusion, i cili prodhohet duke vizatuar një përzierje të vazhdueshme të fibrave dhe rrëshirës termoplastike përmes një vdesi të veçantë të formimit. Aktualisht, vetitë strukturore të përbërjes termoplastike PEEK të përforcuara me fibra të gjata mund të arrijnë më shumë se 200MPa dhe moduli mund të arrijë më shumë se 20GPa nga shtypja FDM, dhe vetitë do të jenë më të mira nga formimi i injeksionit.
Fijet në kompozita të vazhdueshme të përforcuara me fibra janë "të vazhdueshme" dhe ndryshojnë në gjatësi nga disa metra në disa mijëra metra. Kompozitat e vazhdueshme të fibrave në përgjithësi ofrojnë petëzime, prepregs ose pëlhura të gërshetuara, etj., Të formuara duke impregnuar fibrat e vazhdueshme me matricën e dëshiruar termoplastike.
Cilat janë karakteristikat e kompozitave të përforcuara me fibra
Përbërja e përforcuar me fibra është bërë nga materiale të fibrave të përforcuara, të tilla si fibra qelqi, fibra karboni, fibra aramid dhe materiale matricë përmes dredha -dredha, formimit ose procesit të formimit të pultrusion. Sipas materialeve të ndryshme të përforcimit, kompozitat e zakonshme të përforcuara me fibra mund të ndahen në përbërjen e përforcuar të fibrave të qelqit (GFRP), kompozitin e përforcuar të fibrave të karbonit (CFRP) dhe kompozitin e përforcuar të fibrave të aramidit (AFRP).
Kompozitat e përforcuar me fibra kanë karakteristikat e mëposhtme:
(1) forcë e lartë specifike dhe modul i madh specifik;
(2) vetitë e materialit janë të përcaktuara;
(3) rezistencë dhe qëndrueshmëri e mirë për korrozionin;
(4) Koeficienti i zgjerimit termik është i ngjashëm me atë të betonit.
Këto karakteristika bëjnë që materialet FRP mund të plotësojnë nevojat e zhvillimit të strukturave moderne në një hapësirë të madhe, ngarkesë të madhe, të rëndë, të lehtë dhe forcë të lartë dhe punë në kushte të ashpra, por edhe për të përmbushur kërkesat e zhvillimit të industrializimit modern të ndërtimit, kështu që përdoret gjithnjë e më gjerësisht në një larmi ndërtesash civile, ura, autostradë, oqeanet, strukturat hidraulike dhe strukturat nëntokësore dhe fushat e tjera.
Kompozitat termoplastikë kanë perspektivë të madhe zhvillimi
Sipas raportit, tregu global i kompozitave termoplastikë pritet të arrijë 66.2 miliardë dollarë amerikanë deri në vitin 2030, me një normë të përbërë të rritjes vjetore prej 7.8% gjatë periudhës së parashikimit. Kjo rritje mund t'i atribuohet kërkesës në rritje të produkteve në sektorët e hapësirës ajrore dhe automobilave dhe rritjen eksponenciale në sektorin e ndërtimit. Kompozitat termoplastike përdoren në ndërtimin e ndërtesave të banimit, infrastrukturës dhe objekteve të furnizimit me ujë. Karakteristikat e tilla si forca e shkëlqyeshme, ashpërsia dhe aftësia për t'u ricikluar dhe kujtuar i bëjnë kompozitat termoplastike ideale për ndërtimin e aplikimeve.
Kompozitat termoplastike do të përdoren gjithashtu për të prodhuar rezervuarë ruajtjeje, struktura të lehta, korniza dritare, shufra telefonike, kangjella, tuba, panele dhe dyer. Industria e automobilave është një nga fushat kryesore të aplikimit. Prodhuesit janë duke u përqëndruar në përmirësimin e efikasitetit të karburantit duke zëvendësuar metalet dhe çelikun me kompozita termoplastike të lehta. Fibra e karbonit, për shembull, peshon një të pestën sa më shumë çeliku, kështu që ndihmon në uljen e peshës së përgjithshme të automjetit. Sipas Komisionit Evropian, objektivi i kapakut të emetimit të karbonit për makinat do të ngrihet nga 130 gram për kilometër në 95 gram për kilometër deri në vitin 2024, i cili pritet të rrisë kërkesën për kompozita termoplastike në industrinë e prodhimit të automobilave.
Perspektiva e kompozitave termoplastike është e madhe, dhe prodhuesit vendas po investojnë shumë në kërkime dhe zhvillim. Shpresojmë që me përpjekjet e përbashkëta të të gjithëve në të ardhmen, teknologjia e brendshme e përbërë mund të jetë në pozicionin kryesor ndërkombëtar.
Koha e postimit: Prill-21-2023