Континуираним развојем композитних материјала, поред пластике ојачане стакленим влакнима, појавиле су се пластике ојачане карбонским влакнима, пластике ојачане бором итд.Полимер ојачана у карбонским влакнимакомпозити (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. Својства полимера ојачаног од угљених влакана
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 који је формиран уређивањем материјала за карбонски влакна у одређеном смеру и коришћењем обвезних 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.Својства коначног производа од карбонских влакана такође могу утицати и врста адитива уведених у матрицу за лепљење.
Метода обликовања пластике ојачане карбонским влакнима
Производи од угљених влакана углавном су различити због различитих процеса.Много је метода за формирање полимерних материјала ојачана угљеника.
1. Ручна метода полагања
Подељено у суву методу (преприсеђена продавница) и влажна метода (влакнасти тканина и смола залијепите).Поновно распоређивање руку се такође користи за припрему препредгаја за употребу у секундарним процесима ливења, као што су ливење компресије.Ова метода је место где су листови крпе од угљених влакана ламиниране на калупу да би се формирао коначни производ.Снажна и крутост својства добијеног материјала оптимизована су одабиром поравнања и ткања влакана тканине.Калуп је затим испуњен епоксидом и очврснут са топлотом или ваздухом.Ова метода производње често се користи за не наглашене делове, као што су прекривачи мотора.
2. Метода усисавања вакуумска
За ламинирано препраг потребно је притиснути притисак кроз одређени поступак да бисте га укинули калуп и да га излечите и обликујете под одређеном температуром и притиском.Метода вакуумске вреће користи вакуумску пумпу да би се евакуисала унутрашњост торби за формирање тако да негативни притисак између торбе и калупа формира 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.Елиминисање мехурића ваздуха је главни задатак.
3. Метода пресовања
Калупање компресијеје метода обликовања која погодује масовној производњи и масовној производњи.Калупи су обично направљени од горњих и доњих делова, које називамо мушким калупом и женским калупом.Процес обликовања је да се простирка направи препраг у калуп за метал, и под деловањем одређене температуре и притиска, простирка је загревана и пластифицирана у калупској шупљини, тече под притиском и испуњава калупну шупљину, а затим И обликовање и очвршћивање за добијање производа.Међутим, ова метода има вишу почетну цену од претходних, јер калуп захтева веома прецизну ЦНЦ обраду.
4. Намотавање калупа
За делове са сложеним облицима или у облику тела револуције, монтажни ветар може се користити за прављење дела намотавањем филамента на мандрелу или језгро.Након намотаја је потпуно лечити и уклонити Мандрел.На пример, цевастим зглобовима која се користе у системима суспензије могу се извршити коришћењем ове методе.
5. Пренос преноса смоле
Пренос смоле (РТМ) је релативно популаран метод обликовања.Њени 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 омјер затезне чврстоће у густину) угљеника је 6 пута више од челика и 17 пута од алуминијума.Специфични модул (односно омјер младих модула за густину, који је знак еластичности објекта) је више од 3 пута 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.
Отпорност у умору је много већа од оног од епоксидне смоле и више од металних материјала.Графична влакна се самоспоручује и имају мали коефицијент трења.Количина хабања је 5-10 пута мања од оних општих азбестних производа или Ф-4 плетеница.
(3) Добра топлотна проводљивост и отпорност топлоте.
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 вибрацију.
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. Велика снага
Иако су полимери ојачани у карбонским влакнима лагани, ЦФРП композите имају већу снагу и већу крутост по јединици тежине од састава 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 угљених влакана могу драматично варирати у зависности од тренутних тржишних услова (понуде и потражње), тип карбонских влакана (ваздухопловство у односу на комерцијалну оцену) и величине снопа влакана.На бази фунта за фунту, необрађена 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 за карбонски влакна.Зависи од апликације.Каријска влакна су изузетно проводљива и стаклена влакна изолациони.Многи производи користе фиберглас уместо угљених влакана или метала јер им је потребна строга изолација.У производњи комуналних услуга многи производи захтевају употребу стаклених влакана.
Употреба пластике ојачане карбонским влакнима
Тхепримена полимера ојачаног угљеничним влакнимасу широки у животу, од механичких делова до војних материјала.
(1)као паковање за бртвљење
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 магнетофонске траке, подмазани зупчаници 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 хемијским, нафтима, електричној енергији, машинама и другим индустријама као ротационо или узајамне динамичке бртве или разне статичке материјале за бртвљење.
Зхенгки је професионалацфабрика хидрауличних преса у Кини, пружајући висок квалитетКомпозитна хидраулична штампаза формирање ЦФРП производа.
Време поста: 25.05.2023
