Aké produkty sú vhodné pre proces pultruzie?

Aké produkty sú vhodné pre proces pultruzie?

Diskusia o výhodách a nevýhodách pultruzných kompozitných materiálov a ich aplikáciách

Ázijské kompozitné materiály (Thajsko) co., Ltd.

Priekopníci priemyslu so sklenenými vláknami v Thajsku

E-mail:yoli@wbo-acm.comWhatsApp: +66966518165 

Pultrúziakompozitné materiálysú vysokoúčinné kompozity z polymérov vystužených vláknami (FRP) vyrobené pomocou kontinuálneho procesu známeho ako pultruzia.

V tomto procese sa kontinuálne vlákna (ako napríklad sklo alebo uhlík) preťahujú cez kúpeľ s termosetovou živicou (ako napríklad epoxidovou živicou, polyesterom alebo vinylesterom) a potom sa na tvarovanie materiálu podľa potreby použijú formy. Živica potom vytvrdne a vytvorí pevný, ľahký a odolný kompozitný produkt.

PultrúziaŽivice 

Matricová živica je kľúčovou zložkou pultruzných kompozitných materiálov. Medzi bežné pultruzné živice patria epoxidové, polyuretánové, fenolové, vinylesterové a nedávno široko študované termoplastické živicové systémy. Vzhľadom na vlastnosti pultruzných kompozitných materiálov musí mať matricová živica nízku viskozitu a rýchle reakčné rýchlosti pri vysokých teplotách. Pri výbere matricovej živice je potrebné zvážiť faktory, ako je pultruzná reakčná rýchlosť a viskozita živice. Vysoká viskozita môže ovplyvniť mazací účinok počas výroby produktu.

Epoxidová živica 

Pultruzné kompozitné materiály pripravené s epoxidovými pultruznými živicami vykazujú vysokú pevnosť a možno ich použiť za vysokých teplôt s rýchlym vytvrdnutím.

rýchlosť. Problémy, ako je krehkosť materiálu, krátka doba použiteľnosti, nízka priepustnosť a vysoká teplota vytvrdzovania, však obmedzujú rozvoj odvetvia veternej energie v Číne, najmä v oblasti materiálov pre lopatky a korene veterných turbín.

Polyuretán 

Polyuretánová živica má nižšiu viskozitu, čo umožňuje vyšší obsah sklenených vlákien v porovnaní s polyesterovými alebo vinylesterovými živicami. Výsledkom sú pultruzné polyuretánové kompozitné materiály s modulom pružnosti v ohybe blízkym hliníku. Polyuretán vykazuje v porovnaní s inými živicami vynikajúci spracovateľský výkon.

Fenolová živica 

V posledných rokoch si pultruzné kompozitné materiály s použitím fenolovej živice získali pozornosť vďaka svojej nízkej toxicite, nízkym emisiám dymu a odolnosti voči ohňu a našli uplatnenie v oblastiach, ako je železničná doprava, ropné plošiny na mori, dielne odolné voči chemickej korózii a potrubia. Tradičné reakcie vytvrdzovania fenolovej živice sú však pomalé, čo vedie k dlhým cyklom formovania a tvorbe bublín počas rýchlej kontinuálnej výroby, čo ovplyvňuje výkonnosť výrobku. Na prekonanie týchto problémov sa často používajú systémy kyslej katalýzy.

Vinylesterová živica 

Vinylesteralkoholová živica sa vyznačuje vynikajúcimi mechanickými vlastnosťami, tepelnou odolnosťou, odolnosťou voči korózii a rýchlym vytvrdzovaním. Okolo roku 2000 bola jednou z preferovaných živíc pre pultruzné produkty.

Termoplastická živica 

Termoplastické kompozity prekonávajú environmentálne nevýhody termosetových kompozitov a ponúkajú silnú flexibilitu, odolnosť voči nárazu, dobrú toleranciu voči poškodeniu a tlmiace vlastnosti. Sú odolné voči chemickej a environmentálnej korózii, majú rýchly proces vytvrdzovania bez chemických reakcií a dajú sa rýchlo spracovať. Medzi bežné termoplastické živice patrí polypropylén, nylon, polysulfid, polyéteréterketón, polyetylén a polyamid.

V porovnaní s tradičnými materiálmi, ako sú kovy, keramika a nevystužené plasty, majú pultruzné kompozity vystužené sklenenými vláknami niekoľko výhod. Majú jedinečné možnosti zákazkového dizajnu, aby splnili špecifické požiadavky na produkt.

VýhodyPultrúziaKompozitné materiály:

1. Efektivita výroby: Pultruzné lisovanie je kontinuálny proces s výhodami, ako je vysoký objem výroby, nižšie náklady a rýchlejšie dodacie lehoty v porovnaní s alternatívnymi metódami výroby kompozitov.

2. Vysoký pomer pevnosti k hmotnosti: Pultrúzne kompozitné materiály sú pevné a tuhé, no zároveň ľahké. Pultrúzie z uhlíkových vlákien sú výrazne ľahšie ako kovy a iné materiály, vďaka čomu sú vhodné pre aplikácie citlivé na hmotnosť v leteckom, automobilovom priemysle a doprave.

3. Odolnosť voči korózii: FRP kompozity vykazujú silnú odolnosť voči korózii, vďaka čomu sú vhodné na použitie v odvetviach, ako je chemické spracovanie, námorníctvo, ropa a zemný plyn.

4. Elektrická izolácia: Pultrúzie zo sklenených vlákien môžu byť navrhnuté tak, aby boli nevodivé, čo z nich robí ideálnu voľbu pre elektrické aplikácie vyžadujúce dielektrický výkon.
Rozmerová stabilita: Pultruzné kompozitné materiály sa časom nedeformujú ani nepraskajú, čo je kľúčové pre aplikácie s presnými toleranciami.

5. Zákazkový dizajn: Komponenty pultruzie je možné vyrobiť v rôznych tvaroch a veľkostiach vrátane tyčí, rúrok, nosníkov a zložitejších profilov. Sú vysoko prispôsobiteľné, čo umožňuje variácie dizajnu v type vlákien, objeme vlákien, type živice, povrchovom závoji a úprave, aby sa splnili špecifické požiadavky na výkon a aplikáciu.

Nevýhody používaniapultratrúziaKompozitné materiály:

1. Obmedzené geometrické tvary: Pultruzné kompozitné materiály sú obmedzené na komponenty s konštantnými alebo takmer konštantnými prierezmi kvôli kontinuálnemu výrobnému procesu, pri ktorom sa materiál vystužený vláknami ťahá cez formy.

2. Vysoké výrobné náklady: Formy používané pri pultruznom lisovaní môžu byť drahé. Musia byť vyrobené z vysoko kvalitných materiálov schopných odolávať teplu a tlaku pultruzného procesu a musia byť vyrobené s prísnymi toleranciami obrábania.

3. Nízka priečna pevnosť: Priečna pevnosť pultruzných kompozitných materiálov je nižšia ako pozdĺžna pevnosť, čo ich robí slabšími v smere kolmom na vlákna. Toto sa dá riešiť začlenením viacosových tkanín alebo vlákien počas pultruzného procesu.

4. Náročná oprava: Ak sú kompozitné materiály vyrobené metódou pultruzie poškodené, ich oprava môže byť náročná. Môže byť potrebné vymeniť celé komponenty, čo môže byť nákladné aj časovo náročné.

AplikáciePultrúziaKompozitné materiálypultratrúziaKompozitné materiály nachádzajú široké uplatnenie v rôznych odvetviach, vrátane:

1. Letectvo a kozmonautika: Komponenty lietadiel a kozmických lodí, ako sú riadiace plochy, podvozky a konštrukčné podpery.

2. Automobilový priemysel: Automobilové komponenty vrátane hnacích hriadeľov, nárazníkov a komponentov zavesenia kolies.

3. Infraštruktúra: Výstuž a komponenty pre infraštruktúru, ako sú podvaly, mostovky, oprava a výstuž betónu, stĺpy elektrického vedenia, elektrické izolátory a priečky.

4. Chemické spracovanie: Zariadenia na chemické spracovanie, ako sú potrubia a podlahové rošty.

Medicína: Výstuž pre strojčeky a driek endoskopických sond.

5. Námorné: Námorné aplikácie vrátane stožiarov, latiek, pilierov dokov, kotviacich kolíkov a dokov.

6. Ropa a plyn: Aplikácie v ropnom a plynárenskom priemysle vrátane vrtných hláv, potrubí, čerpacích tyčí a plošín.

7. Veterná energia: Komponenty pre lopatky veterných turbín, ako sú výstuže lopatiek, kryty nosníkov a výstuhy koreňov.

8. Športové vybavenie: Komponenty vyžadujúce konštantné prierezy, ako sú lyže, lyžiarske palice, golfové vybavenie, veslá, komponenty na lukostreľbu a tyče stanov.

V porovnaní s tradičnými kovmi a plastmi ponúkajú pultruzné kompozitné materiály množstvo výhod. Ak ste materiálový inžinier a hľadáte vysokovýkonné kompozitné materiály pre svoju aplikáciu, pultruzné kompozitné materiály sú schodnou voľbou.