Jaké produkty jsou vhodné pro pultruzi?

Jaké produkty jsou vhodné pro pultruzi?

Diskuse o výhodách a nevýhodách pultruzních kompozitních materiálů a jejich aplikacích

Asia composite materials (Thajsko) co., Ltd.

Průkopníci v průmyslu skelných vláken v Thajsku

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

Pultruzekompozitní materiályjsou vysoce výkonné kompozity z vlákny vyztužených polymerů (FRP) vyráběné kontinuálním procesem známým jako pultruze.

V tomto procesu se kontinuální vlákna (například skleněná nebo uhlíková) protahují lázní s termosetovou pryskyřicí (například epoxidovou, polyesterovou nebo vinylesterovou) a poté se materiál vytvaruje pomocí forem dle potřeby. Pryskyřice poté vytvrdne a vytvoří pevný, lehký a odolný kompozitní produkt.

PultruzePryskyřice 

Matricová pryskyřice je klíčovou složkou pultruzních kompozitních materiálů. Mezi běžné pultruzní pryskyřice patří epoxidové, polyuretanové, fenolové, vinylesterové a v poslední době široce studované termoplastické pryskyřičné systémy. Vzhledem k vlastnostem pultruzních kompozitních materiálů musí mít matricová pryskyřice nízkou viskozitu a vysokou reakční rychlost při vysokých teplotách. Při výběru matricové pryskyřice je třeba zvážit faktory, jako je pultruzní reakční rychlost a viskozita pryskyřice. Vysoká viskozita může ovlivnit mazací účinek během výroby produktu.

Epoxidová pryskyřice 

Pultruzní kompozitní materiály připravené s epoxidovými pultruzními pryskyřicemi vykazují vysokou pevnost a lze je použít za vysokých teplot s rychlým vytvrzováním.

rychlost. Problémy, jako je křehkost materiálu, krátká doba použitelnosti, špatná propustnost a vysoká teplota vytvrzování, však omezují rozvoj odvětví větrné energie v Číně, zejména v oblasti materiálů pro lopatky a kořeny větrných turbín.

Polyuretan 

Polyuretanová pryskyřice má nižší viskozitu, což umožňuje vyšší obsah skleněných vláken ve srovnání s polyesterovými nebo vinylesterovými pryskyřicemi. Výsledkem jsou pultruzní polyuretanové kompozitní materiály s modulem pružnosti v ohybu blízkým hliníku. Polyuretan vykazuje ve srovnání s jinými pryskyřicemi vynikající zpracovatelské vlastnosti.

Fenolická pryskyřice 

V posledních letech si pultruzní kompozitní materiály s použitím fenolické pryskyřice získaly pozornost díky své nízké toxicitě, nízkým emisím kouře a odolnosti proti plameni a našly uplatnění v oblastech, jako je železniční doprava, ropné plošiny na moři, dílny odolné proti chemické korozi a potrubí. Tradiční vytvrzovací reakce s fenolickou pryskyřicí jsou však pomalé, což vede k dlouhým lisovacím cyklům a tvorbě bublin během rychlé kontinuální výroby, což ovlivňuje výkon výrobku. K překonání těchto problémů se často používají systémy kyselé katalýzy.

Vinylesterová pryskyřice 

Vinylesteralkoholová pryskyřice se vyznačuje vynikajícími mechanickými vlastnostmi, tepelnou odolností, odolností proti korozi a rychlým vytvrzováním. Kolem roku 2000 byla jednou z preferovaných pryskyřic pro pultruzní výrobky.

Termoplastická pryskyřice 

Termoplastické kompozity překonávají environmentální nevýhody termosetových kompozitů a nabízejí silnou flexibilitu, odolnost proti nárazu, dobrou toleranci vůči poškození a tlumicí vlastnosti. Odolávají chemické a environmentální korozi, mají rychlý proces vytvrzování bez chemických reakcí a lze je rychle zpracovat. Mezi běžné termoplastické pryskyřice patří polypropylen, nylon, polysulfid, polyetheretherketon, polyethylen a polyamid.

Ve srovnání s tradičními materiály, jako je kov, keramika a nevyztužené plasty, mají pultruzní kompozity vyztužené skelnými vlákny několik výhod. Disponují jedinečnými možnostmi zakázkového designu, které splňují specifické požadavky na výrobek.

VýhodyPultruzeKompozitní materiály:

1. Efektivita výroby: Pultruzní lisování je kontinuální proces s výhodami, jako je vysoký objem výroby, nižší náklady a rychlejší dodací lhůty ve srovnání s alternativními metodami výroby kompozitů.

2. Vysoký poměr pevnosti k hmotnosti: Pultruzní kompozitní materiály jsou pevné a tuhé, ale zároveň lehké. Pultruze z uhlíkových vláken jsou výrazně lehčí než kovy a jiné materiály, takže jsou vhodné pro aplikace citlivé na hmotnost v leteckém, automobilovém a dopravním průmyslu.

3. Odolnost proti korozi: FRP kompozity vykazují silnou odolnost proti korozi, díky čemuž jsou vhodné pro aplikace v průmyslových odvětvích, jako je chemické zpracování, námořní doprava, ropa a zemní plyn.

4. Elektrická izolace: Pultruze ze skleněných vláken mohou být navrženy tak, aby byly nevodivé, což z nich činí ideální volbu pro elektrické aplikace vyžadující dielektrický výkon.
Rozměrová stabilita: Pultruzní kompozitní materiály se časem nedeformují ani nepraskají, což je klíčové pro aplikace s přesnými tolerancemi.

5. Zakázkový návrh: Pultruzní komponenty lze vyrábět v různých tvarech a velikostech, včetně tyčí, trubek, nosníků a složitějších profilů. Jsou vysoce přizpůsobitelné, což umožňuje konstrukční variace v typu vláken, objemu vláken, typu pryskyřice, povrchovém závoji a úpravě tak, aby splňovaly specifické požadavky na výkon a aplikaci.

Nevýhody používánípultratruzeKompozitní materiály:

1. Omezené geometrické tvary: Pultruzní kompozitní materiály jsou omezeny na komponenty s konstantním nebo téměř konstantním průřezem kvůli kontinuálnímu výrobnímu procesu, kdy je materiál vyztužený vlákny protahován formami.

2. Vysoké výrobní náklady: Formy používané při pultruzi mohou být drahé. Musí být vyrobeny z vysoce kvalitních materiálů schopných odolat teplu a tlaku pultruzního procesu a musí být vyrobeny s přísnými tolerancemi obrábění.

3. Nízká příčná pevnost: Příčná pevnost pultruzních kompozitních materiálů je nižší než podélná pevnost, což je činí slabšími ve směru kolmém k vláknům. To lze řešit začleněním víceosých tkanin nebo vláken během pultruzního procesu.

4. Obtížná oprava: Pokud jsou kompozitní materiály vyrobené metodou pultruze poškozeny, může být jejich oprava náročná. Může být nutné vyměnit celé komponenty, což může být nákladné i časově náročné.

AplikacePultruzeKompozitní materiálypultratruzeKompozitní materiály nacházejí široké uplatnění v různých průmyslových odvětvích, včetně:

1. Letectví a kosmické lodě: Součásti letadel a kosmických lodí, jako jsou řídicí plochy, podvozky a nosné konstrukce.

2. Automobilový průmysl: Automobilové komponenty, včetně hnacích hřídelí, nárazníků a komponentů zavěšení kol.

3. Infrastruktura: Výztuž a komponenty pro infrastrukturu, jako jsou pražce, mostovky, opravy a výztuže betonu, sloupy elektrického vedení, elektrické izolátory a příčníky.

4. Chemické zpracování: Zařízení pro chemické zpracování, jako jsou potrubí a podlahové rošty.

Lékařství: Výztuž pro ortézy a endoskopické sondy.

5. Námořní: Námořní aplikace, včetně stožárů, latí, pilířů doků, kotevních čepů a doků.

6. Ropa a plyn: Aplikace v ropném a plynovém průmyslu, včetně hlavic vrtů, potrubí, čerpacích tyčí a plošin.

7. Větrná energie: Součásti pro lopatky větrných turbín, jako jsou výztuhy lopatek, krytky nosníků a kořenové výztuhy.

8. Sportovní vybavení: Součásti vyžadující konstantní průřezy, jako jsou lyže, lyžařské hole, golfové vybavení, vesla, komponenty pro lukostřelbu a tyče stanů.

Ve srovnání s tradičními kovy a plasty nabízejí pultruzní kompozitní materiály řadu výhod. Pokud jste materiálový inženýr a hledáte vysoce výkonné kompozitní materiály pro svou aplikaci, pultruzní kompozitní materiály jsou schůdnou volbou.