Cos'è il materiale composito termoplastico?
Negli ultimi anni, lo sviluppo di compositi termoplastici rinforzati in fibra basati sulla resina termoplastica è rapido e la ricerca e lo sviluppo di questo tipo di compositi ad alte prestazioni inizia nel mondo. 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, ecc.) come materiali di rinforzo.
I compositi a base di lipidi termoplastici includono principalmente compositi termoplastici rinforzati con fibra di fibra continua a fibra continua (CMT). In base a diversi requisiti di utilizzo, la matrice di resina include PPE-PAPRT, PelPCPE, Peekpi, PA e altre materie plastiche ingegneristiche termoplastiche e la dimensione include tutte le possibili varietà di fibre come la fibra di arilico viscosa a secco di vetro. Con lo sviluppo della tecnologia del composito di matrice di resina termoplastica e della sua riciclabilità, lo sviluppo di questo tipo di materiale composito è più veloce. Il supercomparo termico ha rappresentato oltre il 30% della quantità totale di materiale composito a matrice di alberi nei paesi sviluppati in Europa e in America.
Matrice termoplastica
La matrice termoplastica è una sorta di materiale termoplastico, ha buone proprietà meccaniche e resistenza al calore, può essere utilizzata nella produzione di varie forniture industriali. La matrice termoplastica è caratterizzata da alta resistenza, elevata resistenza al calore e buona resistenza alla corrosione.
Allo stato attuale, le resine termoplastiche applicate al campo aeronautico sono principalmente a temperatura elevata e matrice di resina ad alte prestazioni, tra cui Peek, PPS e PEI. Tra questi, il PEI amorfo è più ampiamente utilizzato nella struttura dell'aeromobile rispetto ai PPS semi-cristallini e sbircia con una temperatura di stampaggio elevato a causa della temperatura di elaborazione più bassa e dei costi di elaborazione.
La resina termoplastica ha migliori proprietà meccaniche e resistenza alla corrosione chimica, temperatura di servizio più elevata, elevata resistenza e durezza specifica, eccellente resistenza alla frattura e tolleranza ai danni, eccellente resistenza a fatica, può essere modellato in complesse forma e struttura geometrica, conduttività termica regolabile, riciclabilità termica regolabile, riciclabilità termica, riciclabilità termica regolabile, riciclabilità termica, riciclabilità termica regolabile, riciclabilità termica, riciclabilità termica regolabile, riciclabilità termica, riciclabilità termica regolabile, riciclabilità termica, riciclabilità termica regolabile, riciclabilità termica, riciclabilità termica regolabile, riciclabilità termica, riciclabilità termica regolabile, riciclabilità termica, riciclabilità termica regolabile, riciclabilità termica, riciclabilità termica regolabile, riciclabilità termica, riciclabilità termica regolabile, riciclabilità termica, riciclabilità termica regolabile, riciclabilità terma
Il materiale composito composto da resina termoplastica e materiale di rinforzo ha una durata, un'elevata tesi, un'elevata resistenza all'impatto e tolleranza al danno. Non è più necessario immagazzinare in fibra prepreg a bassa temperatura, un periodo di stoccaggio pre -preg illimitato; Ciclo di formazione breve, saldatura, alta efficienza di produzione, facile da riparare; I rifiuti possono essere riciclati; La libertà di progettazione del prodotto è grande, può essere trasformata in forma complessa, formando adattabilità e molti altri vantaggi.
Materiale di rinforzo
Le proprietà dei compositi termoplastici non dipendono solo dalle proprietà della resina e della fibra rinforzata, ma anche strettamente correlate alla modalità di rinforzo della fibra. La modalità di rinforzo in fibra dei compositi termoplastici comprende tre forme di base: rinforzo a fibra corta, rinforzo a fibra lunga e rinforzo a fibra continua.
In generale, le fibre rinforzate in base sono lunghe da 0,2 a 0,6 mm e poiché la maggior parte delle fibre ha un diametro inferiore a 70 μm, le fibre di base assomigliano più a polvere. I termoplastici rinforzati in fibra corta sono generalmente fabbricati mescolando le fibre in un termoplastico fuso. La lunghezza della fibra e l'orientamento casuale nella matrice rendono relativamente facile ottenere una buona bagnatura. Rispetto a fibre lunghe e materiali rinforzati in fibra continua, i compositi a fibra corta sono più facili da produrre con un miglioramento minimo delle proprietà meccaniche. I compositi in fibra di pinza tendono ad essere modellati o estrusi per formare componenti finali perché le fibre di base hanno meno effetto sulla fluidità.
La lunghezza della fibra dei compositi rinforzati in fibra lunga è generalmente di circa 20 mm, che di solito viene preparata da fibre continue bagnate in resina e tagliate in una certa lunghezza. Il processo comune utilizzato è il processo di pultrusione, che viene prodotto disegnando una miscela vagante continua di fibra e resina termoplastica attraverso una matrice speciale di stampaggio. Allo stato attuale, le proprietà strutturali del composito termoplastico a sbirciatina rinforzata in fibra lunga possono raggiungere oltre 200 MPa e il modulo può raggiungere più di 20 GPA mediante la stampa FDM e le proprietà saranno migliori mediante modanatura a iniezione.
Le fibre in compositi rinforzati in fibra continua sono "continue" e variano in lunghezza da pochi metri a diverse migliaia di metri. I compositi in fibra continua generalmente forniscono laminati, pre -preg o tessuti intrecciati, ecc., Formati impregnando le fibre continue con la matrice termoplastica desiderata.
Quali sono le caratteristiche dei compositi rinforzati in fibra
Il composito rinforzato in fibra è realizzato con materiali in fibra rinforzata, come fibra di vetro, fibra di carbonio, fibra di aramide e materiali a matrice attraverso il processo di avvolgimento, modanatura o stampaggio della poltrusione. Secondo i diversi materiali di rinforzo, i compositi rinforzati in fibra comuni possono essere divisi in composito rinforzato in fibra di vetro (GFRP), composito armato in fibra di carbonio (CFRP) e composito rinforzato in fibra aramidica (AFRP).
I compositi rinforzati in fibra hanno le seguenti caratteristiche:
(1) elevata resistenza specifica e un grande modulo specifico;
(2) le proprietà del materiale sono designabili;
(3) buona resistenza alla corrosione e durata;
(4) Il coefficiente di espansione termica è simile a quello del calcestruzzo.
Queste caratteristiche rendono i materiali FRP che possono soddisfare le esigenze dello sviluppo di strutture moderne a grande intervallo, torreggiatura, carico pesante, luce e alta resistenza e lavoro in condizioni difficili, ma anche per soddisfare i requisiti dello sviluppo dell'industrializzazione delle costruzioni moderne, quindi è sempre più ampiamente utilizzato in una varietà di edifici civili, ponti, autostrade, oceani, strutture idrauliche e strutture metropolitane.
I compositi termoplastici hanno grandi prospettive di sviluppo
Secondo il rapporto, il mercato globale dei compositi termoplastici dovrebbe raggiungere 66,2 miliardi di dollari entro il 2030, con un tasso di crescita annuale composto del 7,8% durante il periodo di previsione. Questo aumento può essere attribuito alla crescente domanda di prodotti nei settori aerospaziale e automobilistico e alla crescita esponenziale nel settore delle costruzioni. I compositi termoplastici vengono utilizzati nella costruzione di edifici residenziali, infrastrutture e impianti di approvvigionamento idrico. Proprietà come l'eccellente resistenza, la tenacità e la capacità di essere riciclati e resolati rendono i compositi termoplastici ideali per la costruzione di applicazioni.
I compositi termoplastici verranno anche utilizzati per produrre serbatoi di stoccaggio, strutture leggere, telai delle finestre, pali del telefono, ringhiere, tubi, pannelli e porte. L'industria automobilistica è una delle aree di applicazione chiave. I produttori si stanno concentrando sul miglioramento dell'efficienza del carburante sostituendo i metalli e l'acciaio con compositi termoplastici leggeri. La fibra di carbonio, ad esempio, pesa un quinto tanto quanto l'acciaio, quindi aiuta a ridurre il peso complessivo del veicolo. Secondo la Commissione europea, l'obiettivo del limite di emissione del carbonio per le auto sarà aumentato da 130 grammi per chilometro a 95 grammi per chilometro entro il 2024, che dovrebbe aumentare la domanda di compositi termoplastici nel settore della produzione automobilistica.
La prospettiva di compositi termoplastici è enorme e i produttori domestici stanno investendo fortemente nella ricerca e nello sviluppo. Speriamo che con gli sforzi congiunti di tutti in futuro, la tecnologia composita domestica possa essere nella posizione di leader internazionale.
Tempo post: aprile-21-2023