Kompositmaterial kombineras alla med armeringsfibrer och ett plastmaterial. Hartset spelar en avgörande roll i kompositmaterial. Valet av harts bestämmer en rad karakteristiska processparametrar, vissa mekaniska egenskaper och funktionalitet (termiska egenskaper, brandfarlighet, miljöbeständighet etc.), hartsegenskaper är också en nyckelfaktor för att förstå kompositmaterialens mekaniska egenskaper. När hartset väljs bestäms automatiskt fönstret som bestämmer kompositens processområde och egenskaper. Värmehärdande harts är en vanligt förekommande hartstyp för hartsmatriskompositer på grund av dess goda tillverkningsbarhet. Värmehärdande hartser är nästan uteslutande flytande eller halvfasta vid rumstemperatur, och konceptuellt sett liknar de mer monomererna som utgör termoplasten än termoplasten i sluttillståndet. Innan värmehärdande hartser härdas kan de bearbetas till olika former, men när de väl har härdats med härdningsmedel, initiatorer eller värme kan de inte formas igen eftersom kemiska bindningar bildas under härdningen, vilket gör att små molekyler omvandlas till tredimensionella tvärbundna styva polymerer med högre molekylvikter.
Det finns många typer av härdplaster, de vanligaste är fenolhartser,epoxihartser, bis-hästhartser, vinylhartser, fenolhartser etc.
(1) Fenolharts är ett tidigt värmehärdande harts med god vidhäftning, god värmebeständighet och dielektriska egenskaper efter härdning, och dess utmärkande egenskaper är utmärkta flamskyddsegenskaper, låg värmeavgivningshastighet, låg rökdensitet och förbränning. Den frigjorda gasen är mindre giftig. Processbarheten är god, och kompositmaterialkomponenterna kan tillverkas genom gjutning, lindning, manuell uppläggning, sprutning och pultrudering. Ett stort antal fenolhartsbaserade kompositmaterial används i inredningsmaterial i civila flygplan.
(2)Epoxihartsär en tidig hartsmatris som användes i flygplansstrukturer. Den kännetecknas av en mängd olika material. Olika härdningsmedel och acceleratorer kan uppnå ett härdningstemperaturintervall från rumstemperatur till 180 ℃; den har högre mekaniska egenskaper; Bra fibermatchningstyp; värme- och fuktbeständighet; utmärkt seghet; utmärkt tillverkningsbarhet (god täckning, måttlig hartsviskositet, god fluiditet, trycksatt bandbredd, etc.); lämplig för övergripande samhärdningsgjutning av stora komponenter; billig. Epoxihartsets goda gjutningsprocessen och enastående seghet gör att det intar en viktig position i hartsmatrisen i avancerade kompositmaterial.
(3)Vinylhartsär erkänt som ett av de utmärkta korrosionsbeständiga hartserna. Det tål de flesta syror, alkalier, saltlösningar och starka lösningsmedel. Det används ofta inom papperstillverkning, kemisk industri, elektronik, petroleum, lagring och transport, miljöskydd, fartyg, fordonsbelysningsindustrin. Det har egenskaperna hos omättad polyester och epoxiharts, så att det har både de utmärkta mekaniska egenskaperna hos epoxiharts och den goda processprestanda som omättad polyester. Förutom enastående korrosionsbeständighet har denna typ av harts också god värmebeständighet. Det inkluderar standardtyp, högtemperaturtyp, flamskyddstyp, slagtålighetstyp och andra varianter. Användningen av vinylharts i fiberförstärkt plast (FRP) är huvudsakligen baserad på manuell uppläggning, särskilt i korrosionsskyddande applikationer. Med utvecklingen av SMC är dess tillämpning i detta avseende också ganska märkbar.
(4) Modifierat bismaleimidharts (kallat bismaleimidharts) har utvecklats för att möta kraven för nya stridsflygplans komposithartsmatris. Dessa krav inkluderar: stora komponenter och komplexa profiler vid 130 ℃ tillverkning av komponenter, etc. Jämfört med epoxiharts kännetecknas Shuangma-harts huvudsakligen av överlägsen fuktighets- och värmebeständighet och hög driftstemperatur; nackdelen är att tillverkningsbarheten inte är lika bra som epoxiharts, och härdningstemperaturen är hög (härdning över 185 ℃), vilket kräver en temperatur på 200 ℃. Eller under en längre tid vid en temperatur över 200 ℃.
(5) Cyanid (qing diakustisk) esterharts har låg dielektricitetskonstant (2,8~3,2) och extremt liten dielektrisk förlusttangent (0,002~0,008), hög glasövergångstemperatur (240~290 ℃), låg krympning, låg fuktabsorption, utmärkta mekaniska egenskaper och bindningsegenskaper, etc., och den har liknande bearbetningsteknik som epoxiharts.
För närvarande används cyanathartser huvudsakligen i tre avseenden: kretskort för höghastighetsdigitala och högfrekventa, högpresterande vågöverförande strukturmaterial och högpresterande strukturella kompositmaterial för flyg- och rymdteknik.
Enkelt uttryckt är epoxihartsets prestanda inte bara relaterad till syntesförhållandena, utan också huvudsakligen på den molekylära strukturen. Glycidylgruppen i epoxiharts är ett flexibelt segment som kan minska hartsets viskositet och förbättra processprestanda, men samtidigt minska värmebeständigheten hos det härdade hartset. De viktigaste metoderna för att förbättra de termiska och mekaniska egenskaperna hos härdade epoxihartser är låg molekylvikt och multifunktionalisering för att öka tvärbindningsdensiteten och introducera styva strukturer. Naturligtvis leder införandet av en styv struktur till en minskning av lösligheten och en ökning av viskositeten, vilket leder till en minskning av epoxihartsets processprestanda. Hur man förbättrar temperaturbeständigheten hos epoxihartssystemet är en mycket viktig aspekt. Ur hartsets och härdarens synvinkel, ju fler funktionella grupper, desto större tvärbindningsdensitet. Ju högre Tg. Specifik operation: Använd multifunktionellt epoxiharts eller härdningsmedel, använd epoxiharts med hög renhet. Den vanligaste metoden är att tillsätta en viss andel o-metylacetaldehydepoxiharts i härdningssystemet, vilket har god effekt och låg kostnad. Ju större medelmolekylvikten är, desto snävare molekylviktsfördelningen och desto högre Tg. Specifik operation: Använd ett multifunktionellt epoxiharts eller härdningsmedel eller andra metoder med en relativt jämn molekylviktsfördelning.
Som en högpresterande hartsmatris som används som en kompositmatris måste dess olika egenskaper, såsom bearbetbarhet, termofysiska egenskaper och mekaniska egenskaper, uppfylla behoven hos praktiska tillämpningar. Tillverkningsbarheten av hartsmatrisen inkluderar löslighet i lösningsmedel, smältviskositet (fluiditet) och viskositetsförändringar, samt geltidsförändringar med temperaturen (processfönster). Hartsformuleringens sammansättning och valet av reaktionstemperatur bestämmer den kemiska reaktionskinetiken (härdningshastighet), kemiska reologiska egenskaper (viskositet-temperatur kontra tid) och kemisk reaktionstermodynamik (exoterm). Olika processer har olika krav på hartsviskositet. Generellt sett är hartsviskositeten för lindningsprocessen i allmänhet cirka 500 cPs; för pultruderingsprocessen är hartsviskositeten cirka 800~1200 cPs; för vakuuminföringsprocessen är hartsviskositeten i allmänhet cirka 300 cPs, och RTM-processen kan vara högre, men generellt sett kommer den inte att överstiga 800 cPs; För prepreg-processen krävs att viskositeten är relativt hög, vanligtvis runt 30 000~50 000 cPs. Naturligtvis är dessa viskositetskrav relaterade till processens, utrustningens och materialens egenskaper, och är inte statiska. Generellt sett, när temperaturen ökar, minskar hartsets viskositet i det lägre temperaturområdet; men när temperaturen ökar fortskrider även hartsets härdningsreaktion, kinetiskt sett fördubblas temperaturen. Reaktionshastigheten fördubblas för varje 10 ℃ ökning, och denna approximation är fortfarande användbar för att uppskatta när viskositeten hos ett reaktivt hartssystem ökar till en viss kritisk viskositetspunkt. Till exempel tar det 50 minuter för ett hartssystem med en viskositet på 200 cPs vid 100 ℃ att öka sin viskositet till 1000 cPs, då är den tid som krävs för samma hartssystem att öka sin initiala viskositet från mindre än 200 cPs till 1000 cPs vid 110 ℃ cirka 25 minuter. Valet av processparametrar bör fullt ut beakta viskositet och geltid. Till exempel, i vakuuminföringsprocessen är det nödvändigt att säkerställa att viskositeten vid driftstemperaturen ligger inom det viskositetsområde som krävs av processen, och hartsets brukstid vid denna temperatur måste vara tillräckligt lång för att säkerställa att hartset kan importeras. Sammanfattningsvis måste valet av hartstyp i injektionsprocessen beakta gelpunkten, fyllningstid och materialets temperatur. Andra processer har en liknande situation.
I gjutningsprocessen bestämmer delens (formens) storlek och form, typen av armering och processparametrarna värmeöverföringshastigheten och massöverföringsprocessen i processen. Harts härdar exoterm värme, som genereras genom bildandet av kemiska bindningar. Ju fler kemiska bindningar som bildas per volymenhet per tidsenhet, desto mer energi frigörs. Värmeöverföringskoefficienterna för hartser och deras polymerer är i allmänhet ganska låga. Hastigheten för värmeavledning under polymerisationen kan inte matcha hastigheten för värmegenerering. Dessa stegvisa mängder värme gör att kemiska reaktioner fortskrider i en snabbare takt, vilket resulterar i mer. Denna självaccelererande reaktion kommer så småningom att leda till spänningsbrott eller nedbrytning av delen. Detta är mer framträdande vid tillverkning av kompositdelar med stor tjocklek, och det är särskilt viktigt att optimera härdningsprocessens väg. Problemet med lokal "temperaturöverskridning" orsakad av den höga exoterma hastigheten för prepreg-härdning, och tillståndsskillnaden (såsom temperaturskillnad) mellan det globala processfönstret och det lokala processfönstret beror alla på hur man kontrollerar härdningsprocessen. "Temperaturuniformiteten" i detaljen (särskilt i detaljens tjockleksriktning) för att uppnå "temperaturuniformitet" beror på arrangemanget (eller tillämpningen) av vissa "enhetsteknologier" i "tillverkningssystemet". För tunna detaljer, eftersom en stor mängd värme kommer att avges till omgivningen, stiger temperaturen försiktigt, och ibland kommer detaljen inte att härdas helt. Vid denna tidpunkt måste hjälpvärme appliceras för att slutföra tvärbindningsreaktionen, det vill säga kontinuerlig uppvärmning.
Tekniken för icke-autoklavformning av kompositmaterial är i förhållande till den traditionella autoklavformningstekniken. I stort sett kan alla kompositmaterialformningsmetoder som inte använder autoklavutrustning kallas icke-autoklavformningsteknik. Hittills omfattar tillämpningen av icke-autoklavformningsteknik inom flyg- och rymdområdet huvudsakligen följande riktningar: icke-autoklav prepreg-teknik, flytande gjutningsteknik, prepreg-kompressionsgjutningsteknik, mikrovågshärdningsteknik, elektronstrålehärdningsteknik och balanserad tryckvätskeformningsteknik. Bland dessa tekniker ligger OoA (Outof Autoclave) prepreg-teknik närmare den traditionella autoklavformningsprocessen och har ett brett utbud av manuella och automatiska läggningsprocesser, så det betraktas som ett non-woven-tyg som sannolikt kommer att realiseras i stor skala. Autoklavformningsteknik. En viktig anledning till att använda en autoklav för högpresterande kompositdelar är att ge tillräckligt tryck på prepregen, större än ångtrycket för någon gas under härdning, för att hämma porbildning, och detta är OoA prepreg. Den primära svårigheten som tekniken behöver bryta igenom. Huruvida delens porositet kan kontrolleras under vakuumtryck och dess prestanda kan uppnå prestandan hos autoklavhärdat laminat är ett viktigt kriterium för att utvärdera kvaliteten på OoA-prepreg och dess gjutningsprocess.
Utvecklingen av OoA-prepregtekniken har sitt ursprung i utvecklingen av hartser. Det finns tre huvudpunkter i utvecklingen av hartser för OoA-prepregs: den ena är att kontrollera porositeten hos de gjutna delarna, såsom att använda additionsreaktionshärdade hartser för att minska flyktiga ämnen i härdningsreaktionen; den andra är att förbättra prestandan hos de härdade hartserna för att uppnå de hartsegenskaper som bildas genom autoklavprocessen, inklusive termiska egenskaper och mekaniska egenskaper; den tredje är att säkerställa att prepregen har god tillverkningsbarhet, såsom att säkerställa att hartset kan flyta under en tryckgradient av ett atmosfäriskt tryck, säkerställa att det har en lång viskositetstid och tillräcklig rumstemperatur utomhustid, etc. Råmaterialtillverkare bedriver materialforskning och utveckling enligt specifika designkrav och processmetoder. Huvudinriktningarna bör inkludera: förbättring av mekaniska egenskaper, ökning av extern tid, minskning av härdningstemperatur och förbättring av fukt- och värmebeständighet. Några av dessa prestandaförbättringar är motstridiga, såsom hög seghet och lågtemperaturhärdning. Du måste hitta en balanspunkt och överväga det heltäckande!
Förutom hartsutveckling främjar tillverkningsmetoden för prepreg även tillämpningsutvecklingen av OoA-prepreg. Studien fann vikten av prepreg-vakuumkanaler för att tillverka laminat med noll porositet. Efterföljande studier har visat att halvimpregnerade prepregs effektivt kan förbättra gaspermeabiliteten. OoA-prepregs är halvimpregnerade med harts, och torra fibrer används som kanaler för avgaser. De gaser och flyktiga ämnen som är involverade i härdningen av delen kan avges genom kanaler så att porositeten hos den färdiga delen är <1 %.
Vakuumpåsningsprocessen tillhör den icke-autoklavformningsprocessen (OoA). Kort sagt är det en gjutningsprocess som förseglar produkten mellan formen och vakuumpåsen och trycksätter produkten genom vakuum för att göra produkten mer kompakt och få bättre mekaniska egenskaper. Den huvudsakliga tillverkningsprocessen är
Först appliceras ett släppmedel eller en släppduk på layup-formen (eller glasskivan). Prepregen inspekteras enligt den använda prepregens standard, främst inklusive ytdensitet, hartsinnehåll, flyktiga ämnen och annan information om prepregen. Skär prepregen till rätt storlek. Var uppmärksam på fibrernas riktning vid skärning. Generellt sett måste fibrernas riktningsavvikelse vara mindre än 1°. Numrera varje blindningsenhet och registrera prepregens nummer. Vid uppläggning av lager bör lagren läggas i strikt enlighet med den uppläggningsordning som krävs på uppläggningsregistreringsbladet, och PE-filmen eller släpppappret ska anslutas längs fibrernas riktning, och luftbubblorna ska drivas bort längs fibrernas riktning. Skrapan sprider ut prepregen och skrapar ut den så mycket som möjligt för att avlägsna luften mellan lagren. Vid uppläggning är det ibland nödvändigt att skarva prepregs, som måste skarvas längs fiberriktningen. I skarvningsprocessen bör överlappning och mindre överlappning uppnås, och skarvfogarna för varje lager bör vara förskjutna. Generellt sett är skarvgapet för enriktad prepreg följande: 1 mm; flätad prepreg får endast överlappa varandra, inte skarva, och överlappningsbredden är 10~15 mm. Var sedan uppmärksam på vakuumförkomprimering, och tjockleken på förpumpningen varierar beroende på olika krav. Syftet är att avlägsna luft som fångats i uppläggningen och flyktiga ämnen i prepregen för att säkerställa komponentens inre kvalitet. Sedan finns det läggning av hjälpmaterial och vakuumpåsning. Påsförsegling och härdning: Det sista kravet är att inte kunna läcka luft. Obs: Platsen där det ofta finns luftläckage är tätningsfogen.
Vi producerar ävendirekt roving av glasfiber,glasfibermattor, glasfibernät, ochglasfibervävd roving.
Kontakta oss:
Telefonnummer: +8615823184699
Telefonnummer: +8602367853804
Email:marketing@frp-cqdj.com
Publiceringstid: 23 maj 2022