La diferència essencial entre la matriu de resina i el mecanisme de curació
Fibra de carboni termoset
Les resines que s’utilitzen habitualment per a fibres de carboni termosetting, com ara epoxi, polièster o resines fenòliques, com a coure un pastís. Inicialment, la resina existeix en forma líquida, cosa que facilita la impregnació del teixit de fibra de carboni. Durant el procés de curació (desencadenat per calor o un catalitzador químic), experimenta una transformació química irreversible anomenada Cross -. Aquest procés forma enllaços covalents duradors i permanents entre les cadenes de polímer, creant una estructura dimensional rígida, tres -. Un cop curat, no es pot fondre ni remodelar un termoset; Es manté definitivament establert, és per això que porta aquest nom.
Fibra de carboni termoplàstica
Les resines que s’utilitzen habitualment per a les fibres de carboni termoplàstiques són la polietheretherketona, la polietherimida o la poliamida. Les resines termoplàstiques es comporten com la xocolata. Les termoplàstiques consisteixen en cadenes de polímer llargues que no tenen enllaços químics. Quan s’escalfen per sobre del seu punt de fusió, es suavitzen en un líquid viscós que es pot configurar com es desitja. Un cop refredat, s’endureixen i conserven aquesta forma. Aquest canvi és purament físic i completament reversible, cosa que els permet fondre i resoldre repetidament amb poca pèrdua d’integritat química. Aquesta reversibilitat inherent és un avantatge clau de molts usos moderns dels compostos de fibra de carboni termoplàstiques.
Propietats mecàniques i ambientals dels compostos de fibra termoplàstica i termoplàstica
Tradicionalment, els compostos termoset, en particular els elaborats amb resines epoxi, han estat el punt de referència de les aplicacions de força alta -. La seva estructura molecular enllaçada rígidament proporciona una rigidesa excepcional i una excel·lent resistència a la fluïdesa (deformació gradual sota estrès prolongat), cosa que els fa ideals per a estructures d’avions primaris i parts d’automòbils de rendiment altes {{2}. També solen mantenir excel·lents propietats mecàniques i estabilitat a temperatures altes. Per exemple, el fabricant líder Toray proporciona previs a termoset per a estructures d’avions primaris, que han demostrat la seva fiabilitat durant més de 25 anys.
Tanmateix, els termoplàstics de rendiment High - tanquen ràpidament la bretxa de rendiment. Per exemple, la fibra de carboni - PEEK reforçada (CF - PEEK) presenta propietats mecàniques destacades que rivalitzen o fins i tot superen les de molts compostos termoeset. En un estudi, CF - PEEK va demostrar una resistència a la tracció de 425 MPa, mentre que un compost epoxi CF - tenia una resistència a la tracció de 311 MPa. Tot i que un altre estudi va reportar un mòdul elàstic inferior per a un compost CF/PEEK específic en comparació amb el compost CF/epoxi, la versió PEEK va mostrar 2,15 vegades més gran força del fil, demostrant un rendiment superior en aplicacions de bolting.
Comparació de la resistència i la duresa de l’impacte
La fibra de carboni termoplàstica presenta una resistència a l’impacte significativament més elevada perquè les seves cadenes de polímer poden moure’s i absorbir energia, ajudant a prevenir la propagació catastròfica de les fissures. En canvi, l'estructura rígida dels plàstics termosets tendeix a fer -los més trencadissos. Aquesta duresa superior fa que els compostos termoplàstics siguin particularment valuosos per a parts subjectes a impactes, com ara pells de fuselatge, vores líders de les ales i estructures d’automòbils. Els estudis han demostrat que en les proves d’impacte de velocitat altes -, els compostos termoplàstics superen els compostos termosets com ara resines epoxi CF {{4}, mostrant una resistència d’impacte més elevada i suportant menys danys. Aquesta durabilitat millorada és la força motriu que hi ha darrere de l’ús de fibra de carboni termoplàstica en les aplicacions de defensa i de defensa aeroespacials i de defensa.
Resistència química i ambiental
Els dos materials ofereixen una excel·lent resistència als factors ambientals, un avantatge clau sobre els metalls corroïts. Un cop curats, els termosets són coneguts per la seva excel·lent resistència a productes químics i dissolvents. Els termoplàstics també presenten una alta resistència química, amb polímers com PEEK i PPS que presenten una inertesa notable a una àmplia gamma de productes químics. Aquesta estabilitat química contribueix encara a la durabilitat - dels components de components elaborats amb compostos avançats de termoset i termoplàstics de fibra de carboni.
L’impacte de la fabricació en materials de fibra de carboni termoplàstica i termoplàstica
Materials tradicionals termosetting
Tradicionalment, la fabricació de components de fibra de carboni termoset per a aplicacions aeroespacials ha estat un procés de consum precís i el temps -. Normalment requereix una col·locació manual o automatitzada de làmines pre -preg en un motlle, seguit de cicles de curació estesa en un autoclau (un forn gran i pressuritzat). Aquestes etapes de curació poden trigar diverses hores a creuar completament - enllaçar la resina. Les tècniques de fabricació comunes inclouen la disposició de les mans, el modelat de compressió i el modelat de transferència de resina. Si bé aquests processos poden produir parts fiables de qualitat -, són lents i energia - intenses, creant colls d'ampolla de producció. Aquesta limitació presenta un repte important, ja que els fabricants d’avions s’esforcen per augmentar la producció a màxims històrics.
High - rendiment Fabricació composta termoplàstica
La fabricació de compostos termoplàstics de rendiment alt - representa un canvi important en l'eficiència de la producció. Com que el procés implica la fusió física i la solidificació, els temps de cicle es redueixen significativament de hores a minuts. Això permet l’adopció d’alta velocitat -, mètodes automatitzats de fabricació comuns a la indústria de plàstics, incloent termoformació, estampació, col·locació automatitzada de fibra (AFP) i en - consolidació situada. A - consolidació sitU - escalfament, col·locació i consolidació en un sol pas - elimina la curació de POST - en un autoclave, simplificant significativament la producció. La capacitat de fabricar de forma ràpida, contínua i automàticament és un factor clau que impulsa l’interès tant en els compostos termoset com en termoplàstics de fibra de carboni. Tanmateix, la fabricació de compostos termoplàstics de rendiment alt - requereix temperatures de processament més elevades, normalment al voltant de 400 graus, en comparació amb les temperatures típiques de processament de 200 graus o inferiors per a moltes resines epoxi, que necessiten l’ús d’equips especialitzats.
Els compostos de fibra de carboni termoplàstiques i termoplàstiques tenen un impacte en altres indústries
Productes esportius
Des de raquetes de tennis fins a marcs de bicicleta, les propietats lleugeres i rígides dels termosets han estat durant molt de temps.
Marí
S'utilitza en bucs i superestructures de vaixells. Energia: a les fulles de l’aerogenerador i els dipòsits de gas natural comprimit.
Mèdic
Per a implants i pròtesis, la biocompatibilitat i la força dels materials com PEEK són inestimables.
Conclusió
El material adequat per a cada tasca en aquesta comparació continuada de compostos termoset i de fibra de carboni termoplàstica, no hi ha cap material "millor". La millor opció depèn completament dels requisits específics de l’aplicació. Els compostos Thermoset segueixen sent els caps de treball provats per a les aplicacions que requereixen la força, la rigidesa i el màxim rendiment de la temperatura - i on els temps de producció llargs són acceptables. El seu llegat a la indústria aeroespacial és un testimoni de la seva fiabilitat i rendiment. Els compostos termoplàstics, en canvi, representen el futur del volum alt -, fabricació composta sostenible. Els seus avantatges clau - duresa, cicles de processament ràpid i reciclabilitat - els converteixen en el material escollit per a la propera generació d’avions, automòbils i productes de consum.
Poseu -vos en contacte amb nosaltres
Si voleu saber més sobre productes de fibra de carboni, poseu -vos en contacte amb nosaltres. Som una empresa especialitzada en la producció de productes de fibra de carboni - Dongguan Juli Composite Technology Co., Ltd . - establert el 2011. Tenim més de deu anys d’experiència a la indústria i hem establert la nostra pròpia marca. Poseu -vos en contacte amb nosaltres mitjançant sales18@julitech.cn o WhatsApp +86 18822947075. La nostra fibra de carboni és 100% autèntica i ha estat certificada per molts clients. Us convidem a visitar la nostra fàbrica.
