Континуираним развојем композитних материјала, поред пластике ојачане стакленим влакнима, појавиле су се пластике ојачане карбонским влакнима, пластике ојачане бором итд.Полимерни композити ојачани карбонским влакнима (ЦФРП) су лагани и јаки материјали који се користе за производњу многих производа које користимо у свакодневном животу.То је термин који се користи за описивање композитних материјала ојачаних влакнима који користе угљенична влакна као главну структурну компоненту.
Садржај:
1. Полимерна структура ојачана карбонским влакнима
2. Метода обликовања пластике ојачане карбонским влакнима
3. Особине полимера ојачаног карбонским влакнима
4. Предности ЦФРП-а
5. Недостаци ЦФРП-а
6. Употреба пластике ојачане карбонским влакнима
Полимерна структура ојачана карбонским влакнима
Пластика ојачана карбонским влакнима је материјал формиран слагањем материјала од угљеничних влакана у одређеном правцу и употребом везаних полимерних материјала.Пречник карбонских влакана је изузетно танак, око 7 микрона, али је његова чврстоћа изузетно висока.
Најосновнија саставна јединица композитног материјала ојачаног угљеничним влакнима је филамент од угљеничних влакана.Основна сировина угљеничних филамента је преполимер полиакрилонитрил (ПАН), рајон или нафтна смола.Угљеничне филаменте се затим праве у тканине од угљеничних влакана хемијским и механичким методама за делове од угљеничних влакана.
Полимер за везивање је обично термореактивна смола као што је епоксид.Понекад се користе и други термореактивни или термопластични полимери, као што су поливинил ацетат или најлон.Поред угљеничних влакана, композити могу да садрже и арамид К, полиетилен ултра високе молекулске тежине, алуминијум или стаклена влакна.На особине коначног производа од угљеничних влакана може утицати и врста адитива који се уносе у матрицу за везивање.
Метода обликовања пластике ојачане карбонским влакнима
Производи од угљеничних влакана се углавном разликују због различитих процеса.Постоји много метода за формирање полимерних материјала ојачаних угљеничним влакнима.
1. Ручна метода полагања
Дели се на суву методу (претходно припремљена радња) и мокру методу (влакнаста тканина и смола залепљена за употребу).Ручно полагање се такође користи за припрему препрега за употребу у секундарним процесима обликовања као што је пресовање.Ова метода је када се листови тканине од угљеничних влакана ламинирају на калуп да би се формирао коначни производ.Својства чврстоће и крутости добијеног материјала оптимизују се одабиром поравнања и ткања влакана тканине.Калуп се затим пуни епоксидом и очвршћава топлотом или ваздухом.Ова метода производње се често користи за делове који нису под стресом, као што су поклопци мотора.
2. Метода вакуумског обликовања
За ламинирани препрег, потребно је извршити притисак кроз одређени процес како би се приближио калупу и очврснуо и обликовао под одређеном температуром и притиском.Метода вакуумске вреће користи вакуум пумпу за евакуацију унутрашњости вреће за формирање тако да негативни притисак између вреће и калупа ствара притисак тако да је композитни материјал близу калупа.
На основу методе вакуумске вреће, касније је изведена метода формирања вакуум вреће-аутоклава.Аутоклави обезбеђују веће притиске и топлотно очвршћавање дела (уместо природног очвршћавања) од метода само са вакуум врећама.Такав део има компактнију структуру, бољи квалитет површине, може ефикасно елиминисати мехуриће ваздуха (мехурићи ће у великој мери утицати на чврстоћу дела), а укупан квалитет је већи.У ствари, процес вакуумског паковања сличан је оном лепљења филма за мобилни телефон.Уклањање ваздушних мехурића је главни задатак.
3. Метода компресијског калупа
Компресијско обликовањеје метода обликовања која погодује масовној производњи и масовној производњи.Калупи се најчешће праве од горњих и доњих делова које називамо мушки калуп и женски калуп.Процес обликовања је да се простирка направљена од препрега ставља у метални контра калуп, а под дејством одређене температуре и притиска, отирач се загрева и пластификује у шупљини калупа, тече под притиском и испуњава шупљину калупа, а затим И обликовање и очвршћавање за добијање производа.Међутим, ова метода има већу почетну цену од претходних, пошто калуп захтева веома прецизну ЦНЦ обраду.
4. Намотавање калупа
За делове сложених облика или у облику тела обртања, за израду дела може се користити намотач филамента намотавањем филамента на трн или језгро.Након што се намотавање потпуно осуши и уклоните трн.На пример, цевни зглобови који се користе у системима вешања могу се направити помоћу ове методе.
5. Пренос смоле за калупљење
Пренос смоле (РТМ) је релативно популаран метод обликовања.Његови основни кораци су:
1. Ставите припремљену лошу тканину од угљеничних влакана у калуп и затворите калуп.
2. У њега убризгати течну термореактивну смолу, импрегнирати арматурни материјал и очврснути.
Особине полимера ојачаног угљеничним влакнима
(1) Висока чврстоћа и добра еластичност.
Специфична чврстоћа (односно, однос затезне чврстоће и густине) угљеничних влакана је 6 пута већа од челика и 17 пута већа од алуминијума.Специфични модул (односно, однос Јанговог модула према густини, што је знак еластичности објекта) је више од 3 пута већи од челика или алуминијума.
Са високом специфичном чврстоћом, може издржати велико радно оптерећење.Његов максимални радни притисак може да достигне 350 кг/цм2.Поред тога, он је компресибилнији и отпорнији од чистог Ф-4 и његове плетенице.
(2) Добра отпорност на замор и отпорност на хабање.
Његова отпорност на замор је много већа од отпорности епоксидне смоле и већа од отпорности металних материјала.Графитна влакна су самоподмазујућа и имају мали коефицијент трења.Количина хабања је 5-10 пута мања него код општих азбестних производа или плетеница Ф-4.
(3) Добра топлотна проводљивост и отпорност на топлоту.
Пластика ојачана карбонским влакнима има добру топлотну проводљивост, а топлота настала трењем се лако расипа.Унутрашњост није лако прегрејати и складиштити топлоту и може се користити као динамички заптивни материјал.У ваздуху може стабилно да ради у температурном опсегу од -120 ~ 350 ° Ц.Са смањењем садржаја алкалних метала у угљеничним влакнима, радна температура се може додатно повећати.У инертном гасу, његова прилагодљива температура може да достигне око 2000°Ц и може да издржи оштре промене хладноће и топлоте.
(4) Добра отпорност на вибрације.
Није лако резонирати или лепршати, а такође је одличан материјал за смањење вибрација и буке.
Предности ЦФРП-а
1. Мала тежина
Традиционална пластика ојачана стакленим влакнима користи непрекидна стаклена влакна и 70% стаклених влакана (тежина стакла/укупна тежина) и обично имају густину од 0,065 фунти по кубном инчу.ЦФРП композит са истом тежином влакана од 70% обично има густину од 0,055 фунти по кубном инчу.
2. Висока чврстоћа
Иако су полимери ојачани угљеничним влакнима лагани, ЦФРП композити имају већу чврстоћу и већу крутост по јединичној тежини од композита од стаклених влакана.У поређењу са металним материјалима, ова предност је очигледнија.
Недостаци ЦФРП-а
1. Висока цена
Цена производње пластике ојачане карбонским влакнима је превисока.Цене угљеничних влакана могу драматично да варирају у зависности од тренутних тржишних услова (понуда и потражња), врсте угљеничних влакана (ваздухопловство наспрам комерцијалног квалитета) и величине снопа влакана.На бази фунта за фунту, необична карбонска влакна могу бити 5 до 25 пута скупља од стаклених влакана.Ова разлика је још већа када се упореди челик са ЦФРП-ом.
2. Проводљивост
Ово је предност и недостатак композитних материјала од угљеничних влакана.Зависи од апликације.Карбонска влакна су изузетно проводљива, а стаклена влакна су изолациона.Многи производи користе стаклопластике уместо угљеничних влакана или метала јер захтевају строгу изолацију.У производњи комуналних услуга, многи производи захтевају употребу стаклених влакана.
Употреба пластике ојачане карбонским влакнима
Примене полимера ојачаног угљеничним влакнима су широке у животу, од механичких делова до војних материјала.
(1)као заптивна паковање
ПТФЕ материјал ојачан карбонским влакнима може се направити у заптивне прстенове или паковање отпорне на корозију, хабање и високе температуре.Када се користи за статичко заптивање, век трајања је дужи, више од 10 пута дужи од општег паковања од азбеста потопљеног у уље.Може да одржи перформансе заптивања при променама оптерећења и брзом хлађењу и брзом загревању.А пошто материјал не садржи корозивне супстанце, на металу неће доћи до корозије.
(2)као делови за млевење
Користећи своја својства самоподмазивања, може се користити као лежајеви, зупчаници и клипни прстенови за посебне намене.Као што су подмазани лежајеви без уља за ваздухопловне инструменте и магнетофоне, зупчаници подмазани без уља за дизел локомотиве са електричним преносом (да би се избегле несреће узроковане цурењем уља), клипни прстенови без уља на компресорима, итд. Поред тога, може такође се користе као клизни лежајеви или заптивке у прехрамбеној и фармацеутској индустрији користећи предности својих нетоксичних карактеристика.
(3) Као конструкцијски материјали за ваздухопловство, ваздухопловство и ракете.Прво је коришћен у производњи авиона како би се смањила тежина авиона и побољшала ефикасност лета.Такође се користи у хемијској, нафтној, електроенергетској, машинској и другим индустријама као ротациони или клипни динамички заптивач или различити статички заптивни материјали.
Зхенгки је професионалацфабрика хидрауличних преса у Кини, пружајући висок квалитеткомпозитна хидраулична пресаза формирање ЦФРП производа.
Време поста: 25.05.2023
