Základní rozdíl mezi pryskyřičným maticí a mechanismem vytvrzování
Termosetové uhlíkové vlákno
Obyčejně používané pryskyřice pro termosetová uhlíková vlákna, jako jsou epoxidové, polyesterové nebo fenolické pryskyřice, lze považovat za pečení dortu. Podivně se pryskyřice existuje v tekuté formě, což usnadňuje impregnaci do uhlíkové vlákno. Během procesu vytvrzování (spuštěného teplem nebo chemickým katalyzátorem) podléhá nevratné chemické transformaci zvané Cross - propojení. Tento proces tvoří odolné, trvalé kovalentní vazby mezi polymerními řetězci a vytváří pevnou, tři - rozměrová struktura. Jakmile je vyléčen, nelze termosat roztavit nebo přetvořit; Zůstává trvale nastaven, a proto nese toto jméno.
Termoplastické uhlíkové vlákno
Běžně používanými pryskyřicemi pro termoplastická uhlíková vlákna jsou polyetheretherethetoton, polyetheremid nebo polyamid. Termoplastické pryskyřice se chovají jako čokoláda. Termoplastika se skládá z dlouhých polymerních řetězců, které postrádají chemické zesítění. Když se zahřívají nad svým bodem tání, změkčují do viskózní kapaliny, kterou lze podle potřeby tvarovat. Jakmile se ochladí, ztuhnou a udržují tento tvar. Tato změna je čistě fyzická a plně reverzibilní, což jim umožňuje opakovaně roztavit a resolidifikovat malou ztrátou chemické integrity. Tato inherentní reverzibilita je klíčovou výhodou mnoha moderních použití termoplastických kompozitů z uhlíkových vláken.
Mechanické a environmentální vlastnosti termosetových a termoplastických kompozitů z uhlíkových vláken
Tradičně byly termosetové kompozity, zejména kompozity vyrobené z epoxidových pryskyřic, měřítkem pro aplikace s vysokou -. Jejich pevně spojená molekulární struktura poskytuje výjimečnou tuhost a vynikající odolnost vůči dotvarování (postupná deformace při prodlouženém stresu), díky čemuž jsou ideální pro struktury primárních letadel a vysoký - výkon automobilových dílů. Mají také tendenci udržovat vynikající mechanické vlastnosti a stabilitu při vysokých teplotách. Například přední výrobce Toray poskytuje termosetové předvolby pro struktury primárních letadel, které prokázaly jejich spolehlivost více než 25 let.
Výkonné termoplastiky vysoký - však rychle uzavírají mezeru v oblasti výkonu. Například uhlíkové vlákno - vyztužené peek (CF - peek) vykazuje vynikající mechanické vlastnosti, které soupeří nebo dokonce překonávají vlastnosti mnoha termosetových kompozitů. V jedné studii CF - Peek prokázal pevnost v tahu 425 MPa, zatímco podobný CF - Epoxy Composite měl tahovou sílu 311 MPa. Ačkoli jiná studie uváděla nižší elastický modul pro specifický kompozit CF/PEEK ve srovnání s kompozitem CF/epoxidem, verze PEEK vykazovala 2,15krát větší sílu vlákna, což prokazuje vynikající výkon v aplikacích pro šrouby.
Srovnání odolnosti vůči dopadu a houževnatosti
Termoplastické uhlíkové vlákno vykazuje výrazně vyšší odolnost proti nárazu, protože jeho polymerní řetězce se mohou pohybovat a absorbovat energii, což pomáhá zabránit katastrofickému šíření trhlin. Naproti tomu přísná spojená struktura termosetových plastů má tendenci je učinit křehčí. Tato vynikající houževnatost způsobuje, že termoplastické kompozity obzvláště cenné pro části, které mají dopad, jako jsou kůry trupu, hrany vedení křídla a automobilové nárazové struktury. Studie ukázaly, že v testech s rychlostí s vysokou rychlostí - termoplastické kompozity překonávají kompozity termosetu, jako je CF - epoxidové pryskyřice, vykazují vyšší odolnost proti nárazu a udržují menší poškození. Tato zvýšená trvanlivost je hnací silou používání termoplastického uhlíkového vlákna v příštím - generacích leteckých a obranných aplikacích.
Chemická a environmentální odolnost
Oba materiály nabízejí vynikající odolnost vůči faktorům prostředí, což je klíčová výhoda oproti korodovaným kovům. Po vyléčení jsou termosety známé svou vynikající odolností vůči chemikáliím a rozpouštědlům. Termoplastika také vykazuje vysokou chemickou odolnost, přičemž polymery, jako jsou PEEK a PPS, vykazují pozoruhodnou inertnost na širokou škálu chemikálií. Tato chemická stabilita dále přispívá k dlouhému {- Termínní trvanlivost komponent vyrobených z pokročilých termosetových a termoplastických kompozitů z uhlíkových vláken.
Dopad výroby na termosetové a termoplastické materiály z uhlíkových vláken
Tradiční termosetové materiály
Tradičně je výroba konzumních procesů z termosetu z uhlíkových vláken pro aplikace Aerospace přesný a čas na spotřebu. Obvykle vyžaduje manuální nebo automatizované umístění listů prepreg do formy, následované rozšířenými vytvrzovacími cykly v autoklávu (velká tlaková trouba). Tyto fáze vytvrzování mohou trvat několik hodin, než se plně překročíte - propojit pryskyřici. Mezi běžné výrobní techniky patří rozložení rukou, formování komprese a formování přenosu pryskyřice. Zatímco tyto procesy mohou produkovat vysokou kvalitu -, spolehlivé části, jsou intenzivní pomalé a energie - a vytvářejí úzké místo výroby. Toto omezení představuje významnou výzvu, protože výrobci letadel se snaží zvýšit výrobu na historické maxima.
Vysoká - Výkon termoplastických kompozitních výroby
Výroba s vysokým - Performance Thermoplastics Composites představuje hlavní posun v účinnosti výroby. Protože tento proces zahrnuje fyzické tání a tuhnutí, doba cyklu se výrazně zkrátí z hodin na minuty. To umožňuje přijetí vysoké rychlosti -, automatizované výrobní metody běžné v plastickém průmyslu, včetně termoformulování, razítka, automatizovaného umístění vláken (AFP) a v - konsolidaci. V - konsolidaci - Vytápění, umístění a konsolidace v jednom kroku - eliminuje potřebu post - vytvrzování v autoklávu, což výrazně zjednodušilo produkci. Schopnost rychle, nepřetržitě a automatické výroby je klíčovým faktorem, který řídí zájem o kompozity termosetu i termoplastických uhlíkových vláken. Výroba s vysokou výrobou - Výkon termoplastických kompozitů však vyžaduje vyšší teploty zpracování, obvykle kolem 400 stupňů, ve srovnání s typickými teplotami zpracování 200 stupňů nebo nižší pro mnoho epoxidových pryskyřic, což vyžaduje použití specializovaného zařízení.
Kompozity termosetu a termoplastických uhlíkových vláken mají dopad na jiná průmyslová odvětví
Sportovní zboží
Od tenisových raket až po rámy na kole jsou lehké a tuhé vlastnosti termosetů již dlouho základem.
Marine
Používá se v lodních trupách a nadstavbách. Energie: V čepelích větrné turbíny a stlačených nádržích zemního plynu.
Lékařský
U implantátů a protetiky je neocenitelná biokompatibilita a síla materiálů, jako je peek.
Závěr
Správný materiál pro každý úkol v tomto pokračujícím srovnání kompozitů termosetu a termoplastických uhlíkových vláken neexistuje jediný „lepší“ materiál. Nejlepší volba závisí zcela na konkrétních požadavcích aplikace. Kompozity termosetu zůstávají prokázanými pracovními koly pro aplikace vyžadující nejvyšší pevnost, tuhost a vysokou teplotu - a kde jsou přijatelné dlouhé doby výroby. Jejich dědictví v leteckém průmyslu je důkazem jejich spolehlivosti a výkonu. Na druhé straně termoplastické kompozity představují budoucnost vysokého objemu -, udržitelné složené výroby. Jejich klíčové výhody - houževnatost, rychlé zpracování cyklů a recyklovatelnost - z nich dělají materiál volby pro příští generaci letadel, automobilů a spotřebních produktů.
Kontaktujte nás
Pokud se chcete dozvědět více o výrobcích z uhlíkových vláken, kontaktujte nás. Jsme společnost specializující se na výrobu výrobků z uhlíkových vláken - Dongguan Juli Composite Technology Co., Ltd . - založená v roce 2011. Máme více než deset let zkušeností v tomto odvětví a založili jsme naši vlastní značku. Kontaktujte nás přes sales18@julitech.cn nebo WhatsApp +86 18822947075. Naše uhlíkové vlákno je 100% autentické a bylo certifikováno mnoha zákazníky. Jste vítáni navštívit naši továrnu.
