Inleiding tot met lange vezels versterkte composieten

Lange vezelversterkte thermoplastische composiet verwijst naar een vezellengte van meer dan 10 mm versterkte thermoplastische, versterkte vezel tot glasvezel, koolstofvezel en andere vezels voornamelijk, het meest gebruikte harssubstraat is PP (polypropyleen), gevolgd door PA (polyamide), andere dergelijke als PPS (polyfenyleensulfide), TPU (polyurethaan) en andere harsen, kunnen volgens het type hars met de juiste vezeloppervlaktebehandeling betere resultaten worden behaald.

Het toevoegen van vezelmaterialen aan de hars kan de algehele materiaaleigenschappen aanzienlijk verbeteren. Vezelcomposietmaterialen absorberen externe krachten op drie manieren: het uittrekken van vezels, het breken van vezels en het breken van hars. Met de toename van de vezellengte heeft het uittrekken van vezels meer energie nodig, wat bevorderlijk is voor de verbetering van de slagvastheid. In composietmaterialen is het uiteinde van de vezel vaak het startpunt van scheurgroei en is het aantal lange vezeluiteinden klein, wat ook de slagvastheid verbetert. Mengsels met lange vezels verstrengelen, draaien en buigen elkaar bij het vullen van de vorm, in plaats van langs de stroomrichting te lopen, zoals mengsels met korte vezels. Daarom hebben de gemengde gevormde producten met lange vezels, in vergelijking met dezelfde vormdelen van korte vezelmengsels, een hogere isotropie, betere vlakheid en kleinere kromtrekking, dus de maat is stabieler. De thermische vervormingstemperatuur van met lange vezels versterkte thermoplasten is ook hoger dan die van met korte vezels versterkte thermoplasten. Daarom presteren composieten met lange vezels beter dan composieten met korte vezels en kunnen ze de stijfheid, druksterkte, buigsterkte en kruipweerstand verbeteren. Thermoplastische composieten zijn onderverdeeld in met lange vezels versterkt en met korte vezels versterkt.

De methode is om het prepreg-materiaal dat is verkregen door smeltimpregnatie te snijden om deeltjes van 6-10mm te verkrijgen. De lengte van het deeltje is consistent met de lengte van de vezel en de vezel is gelijkmatig verdeeld in de hars, zodat het materiaal een hoge slagvastheid en modulus heeft, de kromtrekken wordt verminderd, de krimp wordt verminderd, de maatvastheid wordt verhoogd , en de vermoeidheidsweerstand van het product is verbeterd.

De deeltjes kunnen worden verwarmd door een spuitgietmachine en in de vorm worden gespoten, en vervolgens worden verwarmd en onder druk gezet in de vorm. Afhankelijk van het type thermoplastische hars en de productvorm van het composietmateriaal, worden de temperatuur, druk en tijd van de procesparameters aangepast. De spuitgietmethode kan producten met complexe vormen maken, wat het toepassingsgebied enorm uitbreidt.

De eenvoudigste vormmethode is om de resulterende vezelversterkte thermoplastische prepreg, meerlaagse superpositie, superpositiemethode is twee aangrenzende lagen 0/90 graden te nemen en vervolgens in de persplaat voor heet persen, om blad of een andere eenvoudige vorm te verkrijgen . Deze methode is de meest gebruikte methode voor het voorbereiden van vellen en vellen. Om de werkefficiëntie te verbeteren, kan kalanderen met dubbele rol en drie rollen ook worden gebruikt voor vormen.

Bovendien wordt het prepreg-vel gesneden volgens de maat van de mal en verwarmd in de verwarmingsoven tot een temperatuur hoger dan het smelten van de hars. Vervolgens wordt het naar de persmatrijs gestuurd voor snel heet persen en afkoelen om het product te verkrijgen. De vormingscyclus van deze methode is kort. Het is geschikt voor producten met grote veranderingen in dikte en dichtheid, complexe vormen zoals convex, concaaf of radiaal, en ook voor producten met ingebedde metalen onderdelen. Deze methode heeft een laag energieverbruik en lage productiekosten, maar een hoge productie-efficiëntie.

Deze methode is een typisch fabricageproces dat continu en economisch composietmaterialen kan produceren. Pultrusievormtechnologie is een continu, automatisch productieproces voor een hoog vezelgehalte, hoge prestaties en goedkope composietmaterialen. Bij deze methode wordt de lange vezel geïmpregneerd met hars, gaat vervolgens door de vormende vorm met een bepaalde dwarsdoorsnedevorm en maakt het gestold in de vorm, en vervolgens wordt het product uit het vormvormingsproces getrokken. Het extrusievormproces heeft de volgende voordelen: zoals harsviscositeit kan op elk moment worden aangepast, vezelgehalte kan oplopen tot 80 procent; Automatische controle van het productieproces, hoge productie-efficiëntie; De longitudinale en transversale sterkte van het product kan willekeurig worden aangepast om te voldoen aan de vereisten van verschillende mechanische eigenschappen van het product; De productkwaliteit is stabiel, de herhaalbaarheid is goed, de lengte kan willekeurig worden afgesneden; Er is geen hoekverspilling bij de productie en het product heeft geen nabewerking nodig, dus het bespaart arbeid, materialen en energieverbruik in vergelijking met andere processen.

Langvezelversterkte thermoplastische composieten als structurele materialen kunnen worden gebruikt op industrieel, civiel, militair en ander gebied, en zijn toegepast in de ruimtevaart, auto-industrie, elektrische apparatuur, communicatie, sportuitrusting en andere gebieden.

"Milieubescherming, energiebesparing en lichtgewicht voor auto's" bevorderen de snelle ontwikkeling van met lange vezels versterkte thermoplastische composietvoorbereiding, componentontwerp en toepassing. Lange glasvezelversterkte thermoplastische composieten op basis van polypropyleen (PP) worden veel gebruikt in eindonderdelen voor auto's. Uit gegevens blijkt dat 80 procent van de vraag naar lange glasvezelversterkte thermoplastische composieten afkomstig is van de auto-industrie (reserveonderdelen), die op grote schaal wordt gebruikt in auto's van Europese merken. De speciale vereisten van hoge prestaties en diversificatie van auto-onderdelen zorgen er ook voor dat lange vezelversterkte thermoplastische composieten meer keuzes hebben voor vezels en hars. Lange vezelversterkte thermoplastische composieten worden gebruikt in de volgende onderdelen: front-end module, instrumentenpaneel, deurmodule, carrosserie, bodemplaat en andere complexe gevormde onderdelen, inclusief de complexe onderdelen verkregen door het spuitgietproces, deuren en ramen, carrosserie bodemplaat, instrumenten enzovoort, of als gelamineerde materialen zoals de koetsbeschermingsplaat en het plafond van bakwagens. En het gebruik van koolstofvezelcomposietmaterialen in high-end auto's of sportwagens en raceauto's neemt ook toe, en zelfs het uiterlijk van het hele voertuig van koolstofvezelcomposiet.

De ontwikkeling van hogesnelheidstreinen in China stelt meer eisen aan met lange vezels versterkte thermoplastische composieten en de prestaties van verschillende onderdelen zijn anders, waardoor ook de met lange vezels versterkte thermoplastische composieten van hogesnelheidstreinen een rijke en kleurrijke ontwikkeling vertonen.

Hoogwaardige vezels zoals aramide, ultrahoog moleculair gewicht, polyethyleenvezel met hoge sterkte en hoge modulus en koolstofvezel worden gevormd tot thermoplastische composietmaterialen, die kunnen worden gebruikt voor kogelvrije vesten, schilden, helmen, enzovoort. Hoogwaardige lange vezels en met hars versterkte thermoplastische composieten kunnen ook worden gebruikt in tanks, gepantserde voertuigen en andere bepantsering.

De luchtvaart heeft een speciale vraag naar geavanceerde en hoogwaardige materialen, en verschillende producten op dit gebied hebben gediversifieerde vereisten voor met lange vezels versterkte thermoplastische composieten, waarvan koolstofvezelcomposieten de meest prominente zijn. Vezelcomposieten worden veel gebruikt in raketten, raketten en hogesnelheidsvliegtuigen vanwege hun unieke en uitstekende fysische en chemische eigenschappen. Bijvoorbeeld, het gebruik van koolstofvezel en kunststof composietmaterialen gemaakt in vliegtuigen, satellieten, raketten en andere ruimtevaartuigen, niet alleen grote stuwkracht, laag geluidsniveau; En door hun lichte gewicht, dus minder stroomverbruik, kan er veel brandstof bespaard worden.

Het gebruik van langvezelversterkt thermoplastisch composietmateriaal op het gebied van hoogwaardige bouwmaterialen is voornamelijk gebaseerd op een plaat, voornamelijk met glasvezelversterkte PP, lichtgewicht, hoge specifieke sterkte, specifieke modulus, corrosieweerstand, goede waterbestendigheid, gemakkelijk te gebruik, lage kosten, kan naar behoefte worden gesneden, kan worden geïnstalleerd met schroeven, klinknagels, kan ook smeltlassen zijn en andere voordelen, het kan worden gebruikt als wandplaat, wandbekledingsplaat en bouwsjabloon. Doorlopende lange vezelversterkte thermoplastische composieten kunnen ook worden gebruikt om hoogwaardige kunststof buizen te maken.