Základný rozdiel medzi živicou a mechanizmom vytvrdzovania
Termosetové uhlíkové vlákno
Bežne používané živice na termosetovanie uhlíkových vlákien, ako je epoxid, polyester alebo fenolické živice, sa dajú považovať za pečenie koláča. Živica existuje v kvapalnej forme, čo uľahčuje impregnáciu do väzby z uhlíkových vlákien. Počas procesu vytvrdzovania (vyvolaného teplom alebo chemickým katalyzátorom) prechádza nezvratnou chemickou transformáciou nazývanou kríž -. Tento proces tvorí trvanlivé, trvalé kovalentné väzby medzi polymérnymi reťazcami, čím sa vytvára tuhá, tri - rozmerová štruktúra. Po vyliečení sa termoset nemôže roztaviť alebo pretvoriť; Zostáva natrvalo nastavený, a preto je tento názov.
Termoplastické uhlíkové vlákno
Bežne používané živice pre termoplastické uhlíkové vlákna sú polyetheretétón, polyéterid alebo polyamid. Termoplastické živice sa správajú ako čokoláda. Hermoplasty pozostávajú z dlhých polymérnych reťazcov, ktorým chýbajú chemické krížové odkazy. Keď sa zahriali nad bodom topenia, zmäkli sa do viskóznej tekutiny, ktorú je možné tvarovať podľa potreby. Po ochladení stvrdnú a zachovávajú tento tvar. Táto zmena je čisto fyzikálna a plne reverzibilná, čo im umožňuje opakovane roztavenie a rozlíšenie s malou stratou chemickej integrity. Táto prirodzená reverzibilita je kľúčovou výhodou mnohých moderných použití kompozitov termoplastických uhlíkových vlákien.
Mechanické a environmentálne vlastnosti kompozitov termosetov a termoplastických uhlíkových vlákien
Tradične kompozity termosetov, najmä tie, ktoré boli vyrobené z epoxidových živíc, boli referenčným bodom pre aplikácie sily vysokých -. Ich rigidne prepojená molekulárna štruktúra poskytuje výnimočnú tuhosť a vynikajúcu odolnosť voči tečúcim (postupná deformácia pri predĺženom napätí), vďaka čomu sú ideálne pre štruktúry primárnych lietadiel a vysoké {{}}} Performance Automotive Parts. Majú tiež tendenciu udržiavať vynikajúce mechanické vlastnosti a stabilitu pri vysokých teplotách. Napríklad popredný výrobca Toray poskytuje termosetové predpregy pre štruktúry primárnych lietadiel, ktoré preukázali svoju spoľahlivosť už viac ako 25 rokov.
Vysoké - však termoplasty výkonnosti rýchlo uzatvárajú medzeru vo výkone. Napríklad uhlíkové vlákna - zosilnené peek (cf - peek) vykazujú vynikajúce mechanické vlastnosti, ktoré súperia alebo dokonca prekonávajú vlastnosti mnohých termosetových kompozitov. V jednej štúdii CF - PEEK demonštroval pevnosť v ťahu 425 MPa, zatiaľ čo podobný cf - epoxidový kompozit mal pevnosť v ťahu 311 MPa. Aj keď iná štúdia uviedla nižší elastický modul pre špecifický kompozit CF/PEEK v porovnaní s kompozitom CF/Epoxy, verzia PEEK vykazovala 2,15 -krát väčšiu pevnosť vlákna, čo demonštruje vynikajúci výkon v aplikáciách skrutku.
Porovnanie odporu a tvrdosti nárazu
Termoplastické uhlíkové vlákniny vykazujú výrazne vyššiu odolnosť proti nárazu, pretože jej polymérne reťazce sa môžu pohybovať a absorbovať energiu, čo pomáha zabrániť šíreniu katastrofických trhlín. Naopak, rigidne prepojená štruktúra termosetových plastov má tendenciu robiť ich krehkejšími. Vďaka tejto vynikajúcej húževnatosti sú termoplastické kompozity obzvlášť cenné pre časti, ktoré sú vystavené dopadu, ako sú trupové kože, vedúce hrany krídla a automobilové havárie. Štúdie ukázali, že v testoch vysokej - nárazových testov rýchlosti, termoplastické kompozity prekonávajú kompozity termosetov, ako sú CF - epoxidové živice, ktoré vykazujú vyššiu odolnosť proti nárazu a udržujú menšie poškodenie. Táto vylepšená trvanlivosť je hnacou silou použitia termoplastických uhlíkových vlákien v ďalšom - generovaní leteckých a obranných aplikácií.
Chemická a environmentálna odolnosť
Oba materiály ponúkajú vynikajúcu odolnosť voči faktorom životného prostredia, čo je kľúčová výhoda oproti skorodovaným kovom. Po vyliečení sú termosety známe svojou vynikajúcou odolnosťou voči chemikáliám a rozpúšťadlám. Termoplasty tiež vykazujú vysokú chemickú rezistenciu, pričom polyméry ako PEEK a PP vykazujú pozoruhodnú inerte do širokého spektra chemikálií. Táto chemická stabilita ďalej prispieva k dlhému - trvanlivosti komponentov vyrobených z pokročilých kompozitov termosetov a termoplastických uhlíkových vlákien.
Vplyv výroby na termoset a termoplastické materiály z uhlíkových vlákien
Tradičné termosetové materiály
Výroba komponentov z termosetových uhlíkových vlákien pre letecké aplikácie je tradične presným a časovým procesom -. Zvyčajne vyžaduje manuálne alebo automatické umiestnenie listov predpreg do formy, po ktorých nasledujú predĺžené vytvrdzovacie cykly v autokláve (veľká tlaková rúra). Tieto vytvrdzovacie fázy môžu trvať niekoľko hodín, kým sa úplne krížik - prepojí živicu. Bežné výrobné techniky zahŕňajú ručné rozloženie, kompresné formovanie a formovanie prenosu živicí. Zatiaľ čo tieto procesy môžu produkovať vysokú -, spoľahlivé časti, sú pomalé a energie - intenzívne, čím vytvárajú produkčné prekážky. Toto obmedzenie predstavuje významnú výzvu, keď sa výrobcovia lietadiel snažia zvýšiť výrobu na historické maximá.
Vysoká - výkonná termoplastická kompozitná výroba
Výroba vysokých - výkonnostných termoplastických kompozitov predstavuje významný posun v účinnosti výroby. Pretože tento proces zahŕňa fyzické topenie a solidifikáciu, časy cyklu sa výrazne znížia z hodín na minúty. To umožňuje prijatie vysokej -, automatizované výrobné metódy bežné v odvetví plastov vrátane termoformovania, pečiatku, automatizovaného umiestnenia vlákien (AFP) a v konsolidácii-. V - konsolidácia - vykurovanie, umiestnenie a konsolidácia v jednom kroku {{}} eliminuje potrebu stĺpika - vytvrdzovanie v autokláve, výrazne zjednodušenie produkcie. Schopnosť rýchlo, nepretržite, nepretržite a automaticky výroba je kľúčovým faktorom, ktorý vedie k záujmu o kompozity termosetov aj termoplastických uhlíkových vlákien. Výroba vysokého - Výkonné termoplastické kompozity si však vyžadujú vyššie teploty spracovania, zvyčajne okolo 400 stupňov v porovnaní s typickými teplotami spracovania 200 stupňov alebo nižších pre mnoho epoxidových živicí, čo si vyžaduje použitie špecializovaného zariadenia.
Termoset a termoplastické kompozity z uhlíkových vlákien majú vplyv na iné odvetvia
Športový tovar
Od tenisových rakety po rámy bicyklov sú ľahké a tuhé vlastnosti termosetov už dlho oporou.
Morský
Používa sa v lodných trupoch a nadstavbách. Energia: V čepeľách veterných turbín a komprimovaných nádrží na zemný plyn.
Lekársky
V prípade implantátov a protetík sú biokompatibilita a sila materiálov, ako je Peek, neoceniteľná.
Záver
Správny materiál pre každú úlohu v tomto pokračujúcom porovnaní kompozitov termosetov a termoplastických uhlíkových vlákien neexistuje jediný „lepší“ materiál. Najlepšia voľba závisí výlučne od konkrétnych požiadaviek aplikácie. Termosetové kompozity zostávajú osvedčenými pracovnými koňmi pre aplikácie vyžadujúce najvyššiu pevnosť, tuhosť a vysokú teplotu - a kde sú prijateľné dlhé výrobné časy. Ich dedičstvo v leteckom priemysle je dôkazom ich spoľahlivosti a výkonnosti. Termoplastické kompozity na druhej strane predstavujú budúcnosť vysokého -, trvalo udržateľná kompozitná výroba. Ich kľúčové výhody - tvrdosť, cykly rýchleho spracovania a recyklovateľnosť - z nich robia materiál podľa výberu pre ďalšiu generáciu lietadiel, automobilov a spotrebných výrobkov.
Kontaktujte nás
Ak sa chcete dozvedieť viac o produktoch z uhlíkových vlákien, kontaktujte nás. Sme spoločnosť špecializujúca sa na výrobu produktov uhlíkových vlákien - Dongguan Juli Composite Technology Co., Ltd . - v roku 2011. Máme viac ako desaťročné skúsenosti v tomto odvetví a založili sme našu vlastnú značku. Kontaktujte nás prostredníctvom sales18@julitech.cn alebo WhatsApp +86 18822947075. Naše uhlíkové vlákno je 100% autentické a certifikovali mnohí zákazníci. Ste vítaní navštíviť našu továreň.
