Apa itu bahan komposit termoplastik?
Dalam beberapa tahun terakhir, pengembangan komposit termoplastik yang diperkuat serat berdasarkan resin termoplastik cepat, dan penelitian dan pengembangan komposit kinerja tinggi ini dimulai di dunia. Komposit termoplastik mengacu pada polimer termoplastik (seperti polietilen (PE), poliamida (PA), polifenilen sulfida (pps), polieter imida (PEI), polieter keton (pekk), fiber -fibyu, fiber -fiber, fibi likerus, seperti fiber, fibi. sebagai bahan penguat.
Komposit berbasis lipid termoplastik terutama mencakup serat panjang bertulang (LFT) serat kontinu yang diperkuat prepreg MT dan komposit termoplastik bertulang serat kaca (CMT). Menurut berbagai persyaratan penggunaan, matriks resin termasuk PPE-PAPRT, PELPCPES, PEEKPI, PA dan plastik teknik termoplastik lainnya, dan dimensi mencakup semua kemungkinan varietas serat seperti serat aril viscose kering kaca dan serat boron. Dengan pengembangan teknologi komposit matriks resin termoplastik dan daur ulangnya, pengembangan jenis bahan komposit ini lebih cepat. Supercompound termal telah menyumbang lebih dari 30% dari jumlah total matriks matriks pohon di negara -negara maju di Eropa dan Amerika.
Matriks termoplastik
Matriks termoplastik adalah sejenis bahan termoplastik, ia memiliki sifat mekanik yang baik dan ketahanan panas, dapat digunakan dalam pembuatan berbagai pasokan industri. Matriks termoplastik ditandai dengan kekuatan tinggi, ketahanan panas tinggi dan ketahanan korosi yang baik.
Saat ini, resin termoplastik yang diterapkan pada bidang penerbangan terutama tahan suhu tinggi dan matriks resin kinerja tinggi, termasuk Peek, PPS dan PEI. Di antara mereka, PEI amorf lebih banyak digunakan dalam struktur pesawat daripada PPS semi-kristal dan mengintip dengan suhu cetakan tinggi karena suhu pemrosesan yang lebih rendah dan biaya pemrosesan.
Resin termoplastik memiliki sifat mekanik yang lebih baik dan ketahanan korosi kimia, suhu layanan yang lebih tinggi, kekuatan dan kekerasan spesifik yang tinggi, ketangguhan fraktur yang sangat baik dan toleransi kerusakan, resistensi kelelahan yang sangat baik, dapat dicetak menjadi bentuk dan struktur geometris yang kompleks, konduktivitas termal yang dapat disesuaikan, daur ulang, stabilitas yang baik dalam lingkungan yang keras, cetakan yang dapat diulang, pencetakan dan perbaikan yang dapat diulang.
Bahan komposit yang terdiri dari resin termoplastik dan bahan penguat memiliki daya tahan, ketangguhan tinggi, ketahanan benturan tinggi dan toleransi kerusakan. Fiber prepreg tidak perlu lagi disimpan pada suhu rendah, periode penyimpanan prepreg tanpa batas; Siklus pembentukan pendek, pengelasan, efisiensi produksi tinggi, mudah diperbaiki; Limbah dapat didaur ulang; Kebebasan desain produk besar, dapat dibuat menjadi bentuk yang kompleks, membentuk kemampuan beradaptasi dan banyak keuntungan lainnya.
Bahan penguat
Sifat -sifat komposit termoplastik tidak hanya bergantung pada sifat -sifat resin dan serat yang diperkuat, tetapi juga terkait erat dengan mode penguatan serat. Mode penguatan serat komposit termoplastik mencakup tiga bentuk dasar: penguatan serat pendek, penguatan serat panjang dan penguatan serat kontinu.
Secara umum, serat yang diperkuat stapel panjangnya 0,2 hingga 0,6mm, dan karena sebagian besar serat berdiameter kurang dari 70μm, serat stapel terlihat lebih seperti bubuk. Thermoplastik bertulang serat pendek umumnya diproduksi dengan mencampur serat ke dalam termoplastik cair. Panjang serat dan orientasi acak dalam matriks membuatnya relatif mudah untuk mencapai pembasahan yang baik. Dibandingkan dengan serat panjang dan bahan yang diperkuat serat kontinu, komposit serat pendek termudah untuk diproduksi dengan peningkatan minimal dalam sifat mekanik. Komposit serat stapel cenderung dicetak atau diekstrusi untuk membentuk komponen akhir karena serat stapel memiliki efek lebih sedikit pada fluiditas.
Panjang serat komposit yang diperkuat serat panjang umumnya sekitar 20mm, yang biasanya disiapkan oleh serat kontinu yang dibasahi menjadi resin dan dipotong menjadi panjang tertentu. Proses umum yang digunakan adalah proses pultrusi, yang diproduksi dengan menggambar campuran keliling serat dan resin termoplastik melalui die cetakan khusus. Saat ini, sifat struktural dari komposit termoplastik yang diperkuat serat panjang dapat mencapai lebih dari 200MPA dan modulus dapat mencapai lebih dari 20GPA dengan pencetakan FDM, dan sifatnya akan lebih baik dengan cetakan injeksi.
Serat dalam komposit yang diperkuat serat kontinu adalah "kontinu" dan panjangnya bervariasi dari beberapa meter hingga beberapa ribu meter. Komposit serat kontinu umumnya memberikan laminasi, prepreg, atau kain yang dikepang, dll., Dibentuk dengan menghamili serat kontinu dengan matriks termoplastik yang diinginkan.
Apa karakteristik komposit yang diperkuat serat
Komposit yang diperkuat serat terbuat dari bahan serat yang diperkuat, seperti serat kaca, serat karbon, serat aramid, dan bahan matriks melalui belitan, cetakan atau proses cetakan pultrusi. Menurut berbagai bahan penguat, komposit yang diperkuat serat umum dapat dibagi menjadi gelas bertulang komposit (GFRP), komposit karbon bertulang komposit (CFRP) dan komposit bertulang serat aramid (AFRP).
Komposit yang diperkuat serat memiliki karakteristik berikut:
(1) kekuatan spesifik tinggi dan modulus spesifik besar;
(2) sifat material dapat dirancang;
(3) resistensi korosi yang baik dan daya tahan;
(4) Koefisien ekspansi termal mirip dengan beton.
Karakteristik ini membuat bahan FRP dapat memenuhi kebutuhan pengembangan struktur modern hingga rentang besar, menjulang tinggi, beban berat, ringan dan kekuatan tinggi dan bekerja di bawah kondisi yang keras, tetapi juga untuk memenuhi persyaratan pengembangan industrialisasi konstruksi modern, sehingga lebih banyak dan lebih banyak digunakan dalam berbagai bangunan sipil, jembatan, highways, Oceans, struktur hidrolik dan struktur di bawah tanah lainnya.
Komposit termoplastik memiliki prospek pengembangan yang hebat
Menurut laporan itu, pasar Global Thermoplastic Composites diperkirakan akan mencapai US $ 66,2 miliar pada tahun 2030, dengan tingkat pertumbuhan tahunan gabungan sebesar 7,8% selama periode perkiraan. Peningkatan ini dapat dikaitkan dengan meningkatnya permintaan produk di sektor kedirgantaraan dan otomotif dan pertumbuhan eksponensial di sektor konstruksi. Komposit termoplastik digunakan dalam pembangunan bangunan perumahan, infrastruktur dan fasilitas pasokan air. Properti seperti kekuatan yang sangat baik, ketangguhan, dan kemampuan untuk didaur ulang dan dibuat ulang membuat komposit termoplastik ideal untuk membangun aplikasi.
Komposit termoplastik juga akan digunakan untuk menghasilkan tangki penyimpanan, struktur ringan, bingkai jendela, tiang telepon, pagar, pipa, panel dan pintu. Industri otomotif adalah salah satu area aplikasi utama. Produsen berfokus pada peningkatan efisiensi bahan bakar dengan mengganti logam dan baja dengan komposit termoplastik ringan. Serat karbon, misalnya, beratnya seperlima sebanyak baja, sehingga membantu mengurangi berat badan secara keseluruhan. Menurut Komisi Eropa, target tutup emisi karbon untuk mobil akan dinaikkan dari 130 gram per kilometer menjadi 95 gram per kilometer pada tahun 2024, yang diperkirakan akan meningkatkan permintaan komposit termoplastik dalam industri manufaktur otomotif.
Prospek komposit termoplastik sangat besar, dan produsen domestik berinvestasi besar -besaran dalam penelitian dan pengembangan. Kami berharap bahwa dengan upaya bersama semua orang di masa depan, teknologi komposit domestik dapat berada di posisi terkemuka internasional.
Waktu posting: APR-21-2023