O que é material composto termoplástico?
Nos últimos anos, o desenvolvimento de compósitos termoplásticos reforçados com fibra baseados em resina termoplástica é rápida, e a pesquisa e o desenvolvimento desse tipo de compósitos de alto desempenho está começando no mundo. Os compósitos termoplásticos referem -se a polímeros termoplásticos (como polietileno (PE), poliamida (PA), sulfenileno -sulfeto (PPS), imida de poliéter (PEI), poliéter cetona (pekk) e poliétile -cetona (peek) como matrizes. etc.) como materiais de reforço.
Os compósitos termoplásticos à base de lipídios incluem principalmente a fibra contínua reforçada com fibra longa (LFT), compostos termoplásticos reforçados com fibra de vidro (CMT). De acordo com diferentes requisitos de uso, a matriz de resina inclui PPE-PAPRT, PELPCPES, PEEKPI, PA e outros plásticos de engenharia termoplástica, e a dimensão inclui todas as variedades de fibra possíveis, como fibra de aril de aril de viscose seca de vidro e fibra de boro. Com o desenvolvimento da tecnologia do composto da matriz de resina termoplástica e sua reciclabilidade, o desenvolvimento desse tipo de material composto é mais rápido. O supercompound térmico representou mais de 30% da quantidade total de materiais compostos de matriz de árvores nos países desenvolvidos na Europa e na América.
Matriz termoplástica
A matriz termoplástica é uma espécie de material termoplástico, possui boas propriedades mecânicas e resistência ao calor, pode ser usada na fabricação de vários suprimentos industriais. A matriz termoplástica é caracterizada por alta resistência, alta resistência ao calor e boa resistência à corrosão.
Atualmente, as resinas termoplásticas aplicadas ao campo da aviação são principalmente matriz de resina resistente a alta temperatura e de alto desempenho, incluindo Peek, PPS e PEI. Entre eles, o PEI amorfo é mais amplamente utilizado na estrutura da aeronave do que o PPS semi-cristalino e a espiada com alta temperatura de moldagem devido à sua menor temperatura de processamento e custo de processamento.
A resina termoplástica possui melhores propriedades mecânicas e resistência à corrosão química, maior temperatura de serviço, alta resistência e dureza específicas, excelente resistência à fratura e tolerância a danos, excelente resistência à fadiga, pode ser moldada em forma geométrica complexa e estrutura, realização térmica ajustável, reciclabilidade em boa estabilidade em ambiente agressivo, moldagem repetível, soldagem repetível.
O material compósito composto por resina termoplástica e material de reforço tem durabilidade, alta resistência, resistência de alto impacto e tolerância a danos. O Preceg de fibra não precisa mais ser armazenado a baixa temperatura, período de armazenamento pré -g ilimitado; Ciclo de formação curta, soldagem, alta eficiência de produção, fácil de reparar; O lixo pode ser reciclado; A liberdade de design do produto é grande, pode ser transformada em forma complexa, formando adaptabilidade e muitas outras vantagens.
Material de reforço
As propriedades dos compósitos termoplásticos não dependem apenas das propriedades da resina e da fibra reforçada, mas também intimamente relacionadas ao modo de reforço de fibra. O modo de reforço de fibra de compósitos termoplásticos inclui três formas básicas: reforço de fibra curta, reforço de fibra longa e reforço contínuo de fibras.
Em geral, as fibras reforçadas com grampos têm 0,2 a 0,6 mm de comprimento e, como a maioria das fibras tem menos de 70μm de diâmetro, as fibras básicas parecem mais em pó. Os termoplásticos reforçados com fibra curta são geralmente fabricados misturando fibras em um termoplástico fundido. O comprimento da fibra e a orientação aleatória na matriz tornam relativamente fácil obter uma boa umedidade. Comparados aos materiais reforçados de fibra longa e de fibra contínua, os compósitos de fibra curta são mais fáceis de fabricar com melhoria mínima nas propriedades mecânicas. Os compósitos de fibra básica tendem a ser moldados ou extrudados para formar componentes finais porque as fibras básicas têm menos efeito na fluidez.
O comprimento da fibra de compósitos reforçados com fibra longa é geralmente de cerca de 20 mm, o que geralmente é preparado por fibra contínua molhada em resina e cortada em um certo comprimento. O processo comum utilizado é o processo de pultrusão, que é produzido, desenhando uma mistura rotativa contínua de fibra e resina termoplástica através de uma matriz de moldagem especial. Atualmente, as propriedades estruturais do compósito termoplástico de Peek reforçado de fibra longa podem atingir mais de 200MPa e o módulo pode atingir mais de 20 GPa por impressão de FDM, e as propriedades serão melhores por moldagem por injeção.
As fibras em compósitos reforçados com fibra contínuos são "contínuos" e variam de alguns metros a vários milhares de metros. Os compósitos de fibra contínuos geralmente fornecem laminados, pré -gravores ou tecidos trançados, etc., formados pela impregnando as fibras contínuas com a matriz termoplástica desejada.
Quais são as características dos compósitos reforçados com fibras
O composto reforçado com fibra é feito de materiais de fibra reforçada, como fibra de vidro, fibra de carbono, fibra de aramida e materiais de matriz através do processo de enrolamento, moldagem ou moldagem por pultrusão. De acordo com os diferentes materiais de reforço, os compósitos reforçados com fibra comuns podem ser divididos em compósito reforçado com fibra de vidro (GFRP), composto reforçado com fibra de carbono (CFRP) e compósito reforçado com fibra de aramida (AFRP).
Os compósitos reforçados com fibras têm as seguintes características:
(1) alta resistência específica e grande módulo específico;
(2) as propriedades do material são designáveis;
(3) boa resistência e durabilidade da corrosão;
(4) O coeficiente de expansão térmica é semelhante ao do concreto.
Essas características produzem materiais FRP podem atender às necessidades do desenvolvimento de estruturas modernas em grande extensão, imponente, carga pesada, luz e alta resistência e trabalhar sob condições adversas, mas também para atender aos requisitos do desenvolvimento da industrialização moderna da construção, por isso é mais e mais amplamente utilizada em uma variedade de edifícios civis, pontes, rodovias, oceanos, estruturas hidráulicas e estruturas subterrâneas.
Os compósitos termoplásticos têm grandes perspectivas de desenvolvimento
Segundo o relatório, o mercado global de compósitos termoplásticos deve atingir US $ 66,2 bilhões até 2030, com uma taxa de crescimento anual composta de 7,8% durante o período de previsão. Esse aumento pode ser atribuído à crescente demanda de produtos nos setores aeroespacial e automotivo e crescimento exponencial no setor de construção. Os compósitos termoplásticos são usados na construção de edifícios residenciais, infraestrutura e instalações de abastecimento de água. Propriedades como excelente força, resistência e a capacidade de serem recicladas e remoldadas tornam os compósitos termoplásticos ideais para a construção de aplicações.
Os compósitos termoplásticos também serão usados para produzir tanques de armazenamento, estruturas leves, molduras, postes telefônicos, trilhos, tubos, painéis e portas. A indústria automotiva é uma das principais áreas de aplicação. Os fabricantes estão se concentrando em melhorar a eficiência do combustível, substituindo metais e aço por compósitos termoplásticos leves. A fibra de carbono, por exemplo, pesa um quinto tanto quanto o aço, por isso ajuda a reduzir o peso total do veículo. De acordo com a Comissão Europeia, a meta de limite de emissão de carbono para carros será aumentada de 130 gramas por quilômetro para 95 gramas por quilômetro até 2024, o que deve aumentar a demanda por compósitos termoplásticos na indústria de manufatura automotiva.
A perspectiva de compósitos termoplásticos é enorme e os fabricantes domésticos estão investindo pesadamente em pesquisa e desenvolvimento. Esperamos que, com os esforços conjuntos de todos no futuro, a tecnologia composta doméstica possa estar na posição de liderança internacional.
Tempo de postagem: abril-21-2023