Η βασική διαφορά μεταξύ της μήτρας ρητίνης και του μηχανισμού σκλήρυνσης
Θερμοσκύτταιο από ανθρακονήματα
Οι συνήθως χρησιμοποιούμενες ρητίνες για τις θερμοβιδικές ίνες του άνθρακα, όπως εποξειδικές, πολυεστέρα ή φαινολικές ρητίνες, μπορούν να θεωρηθούν ως ψήσιμο ενός κέικ. Η ρητίνη υπάρχει σε υγρή μορφή, καθιστώντας εύκολο να εμποτιστούν στην ύφανση από ανθρακονήματα. Κατά τη διάρκεια της διαδικασίας σκλήρυνσης (που ενεργοποιείται από θερμότητα ή χημικό καταλύτη), υφίσταται έναν μη αναστρέψιμο χημικό μετασχηματισμό που ονομάζεται Cross - σύνδεση. Αυτή η διαδικασία σχηματίζει ανθεκτικούς, μόνιμους ομοιοπολικούς δεσμούς μεταξύ των αλυσίδων πολυμερούς, δημιουργώντας μια άκαμπτη, τρία - διαστάσεων δομή. Μόλις θεραπευτεί, ένα θερμότ δεν μπορεί να λιώσει ή να αναμορφωθεί. Παραμένει μόνιμα ρυθμισμένο, γι 'αυτό φέρει αυτό το όνομα.
Θερμοπλαστικές ίνες άνθρακα
Οι συνήθως χρησιμοποιούμενες ρητίνες για θερμοπλαστικές ίνες άνθρακα είναι πολυαιθεθερκεκεκετόνη, πολυαιθεϊμίδιο ή πολυαμίδιο. Οι θερμοπλαστικές ρητίνες συμπεριφέρονται όπως η σοκολάτα. Τα θερμαντικά αποτελούνται από μακρές αλυσίδες πολυμερούς που δεν διαθέτουν χημικές διασταυρώσεις. Όταν θερμαίνονται πάνω από το σημείο τήξης τους, μαλακώνουν σε ένα ιξώδες υγρό που μπορεί να διαμορφωθεί όπως επιθυμείτε. Μόλις κρυώσουν, σκληρύνουν και διατηρούν αυτό το σχήμα. Αυτή η αλλαγή είναι καθαρά φυσική και πλήρως αναστρέψιμη, επιτρέποντάς τους να λιωθούν επανειλημμένα και να διαλύονται με μικρή απώλεια χημικής ακεραιότητας. Αυτή η εγγενή αναστρεψιμότητα αποτελεί βασικό πλεονέκτημα πολλών σύγχρονων χρήσεων θερμοπλαστικών σύνθετων ινών άνθρακα.
Μηχανικές και περιβαλλοντικές ιδιότητες των θερμοτολογικών και θερμοπλαστικών σύνθετων ινών άνθρακα
Παραδοσιακά, τα σύνθετα θερμοτογενή, ιδιαίτερα αυτά που κατασκευάζονται με εποξειδικές ρητίνες, αποτελούν το σημείο αναφοράς για τις εφαρμογές αντοχής -. Η άκαμπτη συνδεδεμένη μοριακή δομή τους παρέχει εξαιρετική δυσκαμψία και εξαιρετική αντίσταση στην ερπυσμό (σταδιακή παραμόρφωση υπό παρατεταμένο στρες), καθιστώντας τα ιδανικά για δομές πρωτογενούς αεροσκάφους και υψηλά εξαρτήματα αυτοκινήτων απόδοσης. Τείνουν επίσης να διατηρούν εξαιρετικές μηχανικές ιδιότητες και σταθερότητα σε υψηλές θερμοκρασίες. Για παράδειγμα, ο κορυφαίος κατασκευαστής Toray παρέχει θερμόπλοια προετοιμασία για δομές πρωτογενούς αεροσκάφους, οι οποίες έχουν αποδείξει την αξιοπιστία τους για πάνω από 25 χρόνια.
Ωστόσο, τα υψηλά - θερμοπλαστικά απόδοσης κλείνουν γρήγορα το χάσμα απόδοσης. Για παράδειγμα, οι ίνες άνθρακα - ενισχυμένη PEEK (CF - PEEK) παρουσιάζουν εξαιρετικές μηχανικές ιδιότητες που ανταγωνίζονται ή ακόμα και ξεπερνούν εκείνες των πολλών θερμοτολογικών σύνθετων υλικών. Σε μία μελέτη, το CF - Peek έδειξε αντοχή σε εφελκυσμό 425 MPa, ενώ ένα παρόμοιο CF - εποξειδικό σύνθετο είχε αντοχή σε εφελκυσμό 311 MPa. Παρόλο που μια άλλη μελέτη ανέφερε χαμηλότερο ελαστικό μέτρο για ένα συγκεκριμένο σύνθετο CF/PEEK σε σύγκριση με το σύνθετο CF/εποξειδικό σύνθετο, η έκδοση PEEK παρουσίασε 2,15 φορές μεγαλύτερη ισχύ νήματος, αποδεικνύοντας ανώτερες επιδόσεις στις εφαρμογές βιδών.
Σύγκριση της αντίστασης και της ανθεκτικότητας στην κρούση
Οι θερμοπλαστικές ίνες άνθρακα παρουσιάζουν σημαντικά υψηλότερη αντοχή στην πρόσκρουση επειδή οι αλυσίδες πολυμερούς του μπορούν να μετακινήσουν και να απορροφήσουν ενέργεια, συμβάλλοντας στην πρόληψη της καταστροφικής διάδοσης ρωγμών. Αντίθετα, η άκαμπτα συνδεδεμένη δομή των πλαστικών Thermoset τείνει να τα κάνει πιο εύθραυστα. Αυτή η ανώτερη σκληρότητα καθιστά τα θερμοπλαστικά σύνθετα ιδιαίτερα πολύτιμα για εξαρτήματα που υπόκεινται σε κρούση, όπως δέρματα ατράκτου, πτέρυγες που οδηγούν τις άκρες και δομές συντριβής αυτοκινήτων. Μελέτες έχουν δείξει ότι σε υψηλές δοκιμές επιπτώσεων ταχύτητας -, θερμοπλαστικά σύνθετα σύνθετα θερμοσκληρυνόμενα, όπως CF - εποξειδικές ρητίνες, παρουσιάζοντας υψηλότερη αντοχή στην κρούση και διατηρώντας λιγότερη βλάβη. Αυτή η ενισχυμένη ανθεκτικότητα είναι η κινητήρια δύναμη πίσω από τη χρήση θερμοπλαστικών ινών άνθρακα στην επόμενη - αεροδιαστημική και άμυνα γενιά.
Χημική και περιβαλλοντική αντίσταση
Και τα δύο υλικά προσφέρουν εξαιρετική αντίσταση στους περιβαλλοντικούς παράγοντες, ένα βασικό πλεονέκτημα έναντι των διαβρωμένων μετάλλων. Μόλις θεραπευτεί, τα θερμόδια είναι γνωστά για την εξαιρετική αντίσταση τους σε χημικά και διαλύτες. Τα θερμοπλαστικά παρουσιάζουν επίσης υψηλή χημική αντίσταση, με πολυμερή όπως PEEK και PPS που παρουσιάζουν αξιοσημείωτη αδράνεια σε ένα ευρύ φάσμα χημικών ουσιών. Αυτή η χημική σταθερότητα συμβάλλει περαιτέρω στη μακρά - όρος ανθεκτικότητα των συστατικών που παράγονται από προηγμένα σύνθετα θερμοτένιου και θερμοπλαστικού άνθρακα.
Ο αντίκτυπος της κατασκευής σε υλικά θερμοσίεσης και θερμοπλαστικών ινών άνθρακα
Παραδοσιακά υλικά θερμοστοιχεία
Παραδοσιακά, τα συστατικά των θερμοϊδών ινών από θερμόπλοκες για αεροδιαστημικές εφαρμογές ήταν μια ακριβής και χρόνος - καταναλώνοντας διαδικασία. Συνήθως απαιτεί χειροκίνητη ή αυτοματοποιημένη τοποθέτηση φύλλων προετοιμασίας σε ένα καλούπι, ακολουθούμενη από εκτεταμένους κύκλους σκλήρυνσης σε ένα αυτόκλειστο (ένα μεγάλο, πιεσμένο φούρνο). Αυτά τα στάδια σκλήρυνσης μπορούν να διαρκέσουν αρκετές ώρες για να διασχίσουν πλήρως - συνδέουν τη ρητίνη. Οι κοινές τεχνικές κατασκευής περιλαμβάνουν τη διάταξη των χεριών, τη χύτευση συμπίεσης και τη χύτευση μεταφοράς ρητίνης. Ενώ αυτές οι διαδικασίες μπορούν να παράγουν υψηλά - ποιότητα, αξιόπιστα μέρη, είναι αργή και ενέργεια - εντατική, δημιουργώντας συμφόρηση παραγωγής. Αυτός ο περιορισμός παρουσιάζει μια σημαντική πρόκληση καθώς οι κατασκευαστές αεροσκαφών προσπαθούν να αυξήσουν την παραγωγή σε ιστορικά υψηλά επίπεδα.
Υψηλή - Θερμοπλαστική σύνθετη παραγωγή απόδοσης
Η κατασκευή υψηλών - θερμοπλαστικών σύνθετων αποτελεσμάτων αντιπροσωπεύει μια σημαντική μετατόπιση της απόδοσης παραγωγής. Επειδή η διαδικασία περιλαμβάνει φυσική τήξη και στερεοποίηση, οι χρόνοι κύκλου μειώνονται σημαντικά από ώρες σε λεπτά. Αυτό επιτρέπει την υιοθέτηση υψηλής - ταχύτητας, αυτοματοποιημένες μεθόδους κατασκευής που είναι κοινές στη βιομηχανία πλαστικών, συμπεριλαμβανομένης της θερμοδιαστίας, της σφράγισης, της αυτοματοποιημένης τοποθέτησης ινών (AFP) και της - situ consolidation. Στο -} situ Consolidation - θέρμανση, τοποθέτηση και ενοποίηση σε ένα μόνο βήμα - εξαλείφει την ανάγκη για post - Curing σε ένα αυτόκλειστο, σημαντικά απλοποιώντας την παραγωγή. Η ικανότητα ταχέως, συνεχώς και αυτόματα κατασκευής αποτελεί βασικό παράγοντα που οδηγεί το ενδιαφέρον τόσο σε θερμοσκύτη όσο και σε θερμοπλαστικά σύνθετα ινών άνθρακα. Ωστόσο, η κατασκευή υψηλής - θερμοπλαστικών σύνθετων υλικών απαιτεί υψηλότερες θερμοκρασίες επεξεργασίας, συνήθως περίπου 400 βαθμούς, σε σύγκριση με τις τυπικές θερμοκρασίες επεξεργασίας 200 βαθμών ή χαμηλότερες για πολλές εποξειδικές ρητίνες, που απαιτεί τη χρήση εξειδικευμένου εξοπλισμού.
Τα θερμοτένια και θερμοπλαστικά σύνθετα ινών άνθρακα έχουν αντίκτυπο σε άλλες βιομηχανίες
Αθλητικά είδη
Από τις ρακέτες του τένις μέχρι τα πλαίσια ποδηλάτων, οι ελαφρές και άκαμπτες ιδιότητες των θερμοστοιχείων είναι από καιρό ένα στυλοβάτη.
Ναυτιλία
Που χρησιμοποιούνται σε κέλυφος και υπερκατασκευές πλοίων. Ενέργεια: Σε λεπίδες ανεμογεννητριών και συμπιεσμένες δεξαμενές φυσικού αερίου.
Ιατρικός
Για τα εμφυτεύματα και την προσθετική, η βιοσυμβατότητα και η δύναμη των υλικών όπως η PEEK είναι ανεκτίμητες.
Σύναψη
Το σωστό υλικό για κάθε εργασία σε αυτή τη συνεχιζόμενη σύγκριση των σύνθετων θερμοστοιχείων και των θερμοπλαστικών ινών άνθρακα, δεν υπάρχει ενιαίο "καλύτερο" υλικό. Η καλύτερη επιλογή εξαρτάται εξ ολοκλήρου από τις συγκεκριμένες απαιτήσεις της εφαρμογής. Τα σύνθετα θερμοτογενή παραμένουν οι αποδεδειγμένες εργασίες για εφαρμογές που απαιτούν την υψηλότερη αντοχή, δυσκαμψία και υψηλή απόδοση - και όπου είναι αποδεκτές οι μακροχρόνιοι χρόνοι παραγωγής. Η κληρονομιά τους στην αεροδιαστημική βιομηχανία αποτελεί απόδειξη της αξιοπιστίας και της απόδοσής τους. Τα θερμοπλαστικά σύνθετα, από την άλλη πλευρά, αντιπροσωπεύουν το μέλλον του υψηλού - όγκου, βιώσιμης σύνθετης κατασκευής. Τα βασικά πλεονεκτήματα τους - σκληρότητα, κύκλοι γρήγορης επεξεργασίας και ανακυκλωσιμότητα - καθιστούν το υλικό της επιλογής για την επόμενη γενιά αεροσκαφών, αυτοκινήτων και καταναλωτικών προϊόντων.
Επικοινωνήστε μαζί μας
Εάν θέλετε να μάθετε περισσότερα σχετικά με τα προϊόντα από ανθρακονήματα, παρακαλούμε επικοινωνήστε μαζί μας. Είμαστε μια εταιρεία που ειδικεύεται στην παραγωγή προϊόντων από ανθρακονήματα - Dongguan Juli Composite Technology Co., Ltd . - που ιδρύθηκε το 2011. Επικοινωνήστε μαζί μας μέσω sales18@julitech.cn ή WhatsApp +86 18822947075. Η ίνες άνθρακα μας είναι 100% αυθεντική και έχει πιστοποιηθεί από πολλούς πελάτες. Είστε ευπρόσδεκτοι να επισκεφθείτε το εργοστάσιό μας.
