Какви продукти са подходящи за пултрузионен процес?

Какви продукти са подходящи за пултрузионен процес?

Обсъждане на предимствата и недостатъците на пултрузионните композитни материали и техните приложения

Азия композитни материали (Тайланд) ко., ООД

Пионерите в производството на фибростъкло в Тайланд

Имейл:yoli@wbo-acm.comWhatsApp: +66966518165 

Пултрузиякомпозитни материалиса високоефективни композитни материали от полимери, подсилени с влакна (FRP), произведени чрез непрекъснат процес, известен като пултрузия.

В този процес, непрекъснатите влакна (като стъкло или въглерод) се изтеглят през вана с термореактивна смола (като епоксидна смола, полиестер или винилов естер), след което се използват форми за оформяне на материала по желания начин. След това смолата се втвърдява, образувайки твърд, лек и издръжлив композитен продукт.

ПултрузияСмоли 

Матричната смола е ключов компонент на пултрузионните композитни материали. Често срещаните пултрузионни смоли включват епоксидни, полиуретанови, фенолни, винилестерни и наскоро широко изследваните термопластични смолни системи. Поради характеристиките на пултрузионните композитни материали, матричната смола трябва да има нисък вискозитет и бързи скорости на реакция при високи температури. При избора на матрична смола трябва да се вземат предвид фактори като скорост на пултрузионна реакция и вискозитет на смолата. Високият вискозитет може да повлияе на смазочния ефект по време на производството на продукта.

Епоксидна смола 

Пултрузионните композитни материали, приготвени с епоксидни пултрузионни смоли, показват висока якост и могат да се използват при условия на висока температура, с бързо втвърдяване.

скорост. Въпреки това, предизвикателства като крехкост на материалите, кратък период на приложимост, лоша пропускливост и висока температура на втвърдяване ограничават развитието на вятърната енергетика в Китай, особено на материалите за лопатки и корени на вятърни турбини.

Полиуретан 

Полиуретановата смола има по-нисък вискозитет, което позволява по-високо съдържание на стъклени влакна в сравнение с полиестерните или винилестерните смоли. Това води до пултрузионни полиуретанови композитни материали с модул на еластичност на огъване, близък до този на алуминия. Полиуретанът показва отлични характеристики на обработка в сравнение с други смоли.

Фенолна смола 

През последните години пултрузионните композитни материали, използващи фенолна смола, привлякоха внимание поради ниската си токсичност, ниските емисии на дим, устойчивостта на пламък и намериха приложение в области като железопътен транспорт, офшорни нефтени сондажни платформи, цехове, устойчиви на химическа корозия, и тръбопроводи. Традиционните реакции на втвърдяване на фенолната смола обаче са бавни, което води до дълги цикли на формоване и образуване на мехурчета по време на бързото и непрекъснато производство, което влияе върху производителността на продукта. Системите с киселинна катализа често се използват за преодоляване на тези предизвикателства.

Винилов естерен смола 

Винилов естер алкохолната смола се отличава с отлични механични свойства, устойчивост на топлина, устойчивост на корозия и бързо втвърдяване. Около 2000 г. тя е била една от предпочитаните смоли за пултрузионни продукти.

Термопластична смола 

Термопластичните композити преодоляват екологичните недостатъци на термореактивните композити, предлагайки силна гъвкавост, устойчивост на удар, добра устойчивост на повреди и амортисьорни свойства. Те са устойчиви на химическа и екологична корозия, имат бърз процес на втвърдяване без химични реакции и могат да се обработват бързо. Често срещани термопластични смоли включват полипропилен, найлон, полисулфид, полиетер етер кетон, полиетилен и полиамид.

В сравнение с традиционните материали като метал, керамика и неармирани пластмаси, пултрузионните композити, подсилени със стъклени влакна, имат няколко предимства. Те притежават уникални възможности за персонализиран дизайн, за да отговорят на специфичните изисквания на продукта.

Предимства наПултрузияКомпозитни материали:

1. Ефективност на производството: Пултрузионното формоване е непрекъснат процес с предимства като висок обем на производство, по-ниски разходи и по-бързи срокове за доставка в сравнение с алтернативните методи за производство на композити.

2. Високо съотношение якост-тегло: Пултрузионните композитни материали са здрави и твърди, но леки. Пултрузиите от въглеродни влакна са значително по-леки от металите и други материали, което ги прави подходящи за приложения, чувствителни към теглото, в аерокосмическата, автомобилната и транспортната промишленост.

3. Устойчивост на корозия: FRP композитите проявяват силна устойчивост на корозия, което ги прави подходящи за приложения в индустрии като химическа преработка, морско дело, нефт и природен газ.

4. Електрическа изолация: Стъклофибърните пултрузии могат да бъдат проектирани да бъдат непроводими, което ги прави идеален избор за електрически приложения, изискващи диелектрични характеристики.
Размерна стабилност: Пултрузионните композитни материали не се деформират и не се напукват с времето, което е от решаващо значение за приложения с точни допуски.

5. Дизайн по поръчка: Компонентите за пултрузия могат да бъдат произведени в различни форми и размери, включително пръти, тръби, греди и по-сложни профили. Те са силно персонализируеми, което позволява вариации в дизайна по отношение на вида влакна, обема на влакната, вида смола, повърхностния воал и обработката, за да се отговорят на специфичните изисквания за производителност и приложение.

Недостатъци на използванетоpултразияКомпозитни материали:

1. Ограничени геометрични форми: Пултрузионните композитни материали са ограничени до компоненти с постоянни или почти постоянни напречни сечения поради непрекъснатия производствен процес, при който армираният с влакна материал се издърпва през форми.

2. Високи производствени разходи: Формите, използвани при пултрузионно формоване, могат да бъдат скъпи. Те трябва да бъдат изработени от висококачествени материали, способни да издържат на топлината и налягането на процеса на пултрузия, и трябва да бъдат произведени със строги допуски за обработка.

3. Ниска напречна якост: Напречната якост на пултрузионните композитни материали е по-ниска от надлъжната якост, което ги прави по-слаби в посока, перпендикулярна на влакната. Това може да се реши чрез включване на многоосни тъкани или влакна по време на процеса на пултрузия.

4. Труден ремонт: Ако пултрузионните композитни материали са повредени, ремонтът им може да бъде предизвикателство. Може да се наложи подмяна на цели компоненти, което може да бъде както скъпо, така и времеемко.

Приложения наПултрузияКомпозитни материалиpултразияКомпозитните материали намират широко приложение в различни индустрии, включително:

1. Аерокосмическа индустрия: Компоненти за самолети и космически кораби, като например контролни повърхности, колесници и структурни опори.

2. Автомобилна промишленост: Автомобилни компоненти, включително задвижващи валове, брони и компоненти на окачването.

3. Инфраструктура: Арматура и компоненти за инфраструктура, като траверси, мостови настилки, ремонт и армировка на бетон, стълбове за комунални услуги, електрически изолатори и траверси.

4. Химическа обработка: Оборудване за химическа обработка, като например тръби и подови решетки.

Медицински: Подсилване за брекети и ендоскопски сонди.

5. Морски: Морски приложения, включително мачти, летви, пилоти за докове, котвени щифтове и докове.

6. Нефт и газ: Приложения в нефтения и газовия сектор, включително сондажни устия, тръбопроводи, помпени пръти и платформи.

7. Вятърна енергия: Компоненти за лопатките на вятърни турбини, като например подсилващи елементи на лопатките, капачки на лонжероните и укрепващи елементи в корените.

8. Спортна екипировка: Компоненти, изискващи постоянни напречни сечения, като ски, ски щеки, голф екипировка, гребла, компоненти за стрелба с лък и стълбове за палатки.

В сравнение с традиционните метали и пластмаси, пултрузионните композитни материали предлагат множество предимства. Ако сте инженер по материали, който търси високоефективни композитни материали за вашето приложение, пултрузионните композитни материали са добър избор.