Introducció als compostos reforçats amb fibres llargues

El compost termoplàstic reforçat amb fibra llarga es refereix a una longitud de fibra superior a 10 mm de termoplàstic reforçat, fibra reforçada a fibra de vidre, fibra de carboni i altres fibres principalment, el substrat de resina més utilitzat és PP (polipropilè), seguit de PA (poliamida), altres com. com PPS (sulfur de polifenilè), TPU (poliuretà) i altres resines, segons el tipus de resina amb un tractament de superfície de fibra adequat, pot aconseguir millors resultats.

L'addició de materials de fibra a la resina pot millorar considerablement les propietats generals del material. Els materials compostos de fibra absorbeixen les forces externes de tres maneres: l'extracció de la fibra, el trencament de la fibra i el trencament de la resina. Amb l'augment de la longitud de la fibra, la fibra que s'extreu necessita més energia, cosa que afavoreix la millora de la resistència a l'impacte. En materials compostos, l'extrem de la fibra és sovint el punt d'inici del creixement de les esquerdes i el nombre d'extrems de fibra llarga és petit, la qual cosa també millora la resistència a l'impacte. Les mescles de fibres llargues s'entrellacen, giren i es dobleguen entre si en omplir el motlle, en lloc d'alinear-se al llarg de la direcció del flux com les barreges de fibres curtes. Per tant, en comparació amb les mateixes peces d'emmotllament de barreges de fibres curtes, els productes modelats de fibra llarga tenen una isotropia més alta, una millor planitud i una deformació més petita, de manera que la mida és més estable. La temperatura de deformació tèrmica dels termoplàstics reforçats amb fibres llargues també és superior a la dels termoplàstics reforçats amb fibres curtes. Per tant, els compostos de fibra llarga presenten un millor rendiment que els compostos de fibra curta i poden millorar la rigidesa, la resistència a la compressió, la resistència a la flexió i la resistència a la fluència. Els compostos termoplàstics es divideixen en reforçats amb fibra llarga i reforçats amb fibra curta.

El mètode consisteix a tallar el material preimpregnat obtingut mitjançant la fusió de la impregnació per obtenir partícules de 6-10mm. La longitud de la partícula és coherent amb la longitud de la fibra i la fibra es distribueix uniformement a la resina de manera que el material tingui una gran resistència a l'impacte i mòdul, es redueix la deformació, es redueix la taxa de contracció, augmenta l'estabilitat dimensional. , i es millora la resistència a la fatiga del producte.

Les partícules es poden escalfar mitjançant una màquina d'emmotllament per injecció i injectar-les al motlle, i després escalfar-les i pressuritzar-les al motlle. Segons el tipus de resina termoplàstica i la forma del producte del material compost, s'ajusten la temperatura, la pressió i el temps dels paràmetres del procés. El mètode d'emmotllament per injecció pot preparar productes amb formes complexes, la qual cosa amplia molt el camp d'aplicació.

El mètode d'emmotllament més senzill és prendre el preimpregnat termoplàstic reforçat amb fibra resultant, superposició multicapa, el mètode de superposició és de dues capes adjacents 0/90 graus, i després a la placa de premsat per premsar en calent, per obtenir làmina o una altra forma senzilla . Aquest mètode és el mètode més utilitzat per preparar làmines i làmines. Per tal de millorar l'eficiència de treball, també es pot utilitzar el calandrat de doble rotlle i tres rotlles per a l'emmotllament.

A més, la làmina preimpregnada es talla segons la mida del motlle i s'escalfa al forn de calefacció a una temperatura superior a la fusió de la resina. A continuació, s'envia a la matriu de premsat per a un ràpid premsat en calent i refredament per obtenir el producte. El cicle de formació d'aquest mètode és curt. És adequat per a productes amb grans canvis de gruix i densitat, formes complexes com convexes, còncaves o radiants, i també per a productes amb peces metàl·liques incrustades. Aquest mètode té un baix consum d'energia i un cost de producció, però una alta eficiència de producció.

Aquest mètode és un procés de fabricació típic que pot produir materials compostos de manera contínua i econòmica. La tecnologia d'emmotllament per pultrusió és un procés de producció continu i automàtic d'alt contingut de fibra, alt rendiment i materials compostos de baix cost. En aquest mètode, la fibra llarga s'impregna amb resina, després passa a través del motlle de formació amb una determinada forma de secció transversal i la solidifica al motlle, i després el producte s'extreu del procés de formació del motlle. El procés d'emmotllament per extrusió té els següents avantatges: com ara la viscositat de la resina, es pot ajustar en qualsevol moment, el contingut de fibra pot arribar al 80 per cent; Control automàtic del procés de producció, alta eficiència de producció; La resistència longitudinal i transversal del producte es pot ajustar arbitràriament per satisfer els requisits de les diferents propietats mecàniques del producte; La qualitat del producte és estable, la repetibilitat és bona, la longitud es pot tallar arbitràriament; No hi ha residus de racons en la producció i el producte no necessita postprocessament, de manera que estalvia mà d'obra, materials i consum d'energia en comparació amb altres processos.

Els compostos termoplàstics reforçats amb fibra llarga com a materials estructurals es poden utilitzar en camps industrials, civils, militars i altres, s'han aplicat en aeroespacial, automoció, equips elèctrics, comunicacions, equips esportius i altres camps.

"La protecció del medi ambient, l'estalvi d'energia i el pes lleuger de l'automòbil" promouen el ràpid desenvolupament de la preparació de compostos termoplàstics reforçats amb fibra llarga, el disseny de components i l'aplicació. Els compostos termoplàstics llargs reforçats amb fibra de vidre basats en polipropilè (PP) s'han utilitzat àmpliament en peces terminals d'automòbils. Les dades mostren que el 80 per cent de la demanda de compostos termoplàstics reforçats amb fibra de vidre llarga prové de la indústria de l'automòbil (recanvis), que s'ha utilitzat àmpliament en els cotxes de marques europees. Els requisits especials d'alt rendiment i diversificació de peces d'automòbil també fan que els compostos termoplàstics reforçats amb fibra llarga tinguin més opcions per a fibra i resina. Els compostos termoplàstics reforçats amb fibra llarga s'utilitzen en les parts següents: mòdul frontal, panell d'instruments, mòdul de la porta, cos, placa inferior i altres peces de forma complexa, incloses les peces complexes obtingudes pel procés d'emmotllament per injecció, portes i finestres, carrosseria. placa inferior, instruments, etc., o com els materials laminats, com ara la placa de protecció del carro i el sostre dels camions de caixa. I l'ús de materials compostos de fibra de carboni en cotxes de gamma alta o esportius, i cotxes de carreres també està augmentant, i fins i tot l'aspecte de tot el vehicle compost de fibra de carboni.

El desenvolupament del ferrocarril d'alta velocitat a la Xina té més demandes de compostos termoplàstics reforçats amb fibra llarga, i el rendiment de les diferents peces és diferent, cosa que també fa que els compostos termoplàstics reforçats amb fibra llarga del ferrocarril d'alta velocitat mostrin un desenvolupament ric i colorit.

Les fibres d'alt rendiment com aramida, pes molecular ultra alt, alta resistència i fibra de polietilè d'alt mòdul i fibra de carboni es modelen en materials compostos termoplàstics, que es poden utilitzar per a armadures corporals, escuts, cascs, etc. Els compostos termoplàstics reforçats amb resina i fibra llarga d'alt rendiment també es poden utilitzar en tancs, vehicles blindats i altres blindats.

L'aviació té una demanda especial de materials avançats i d'alt rendiment, i diferents productes en aquest camp tenen requisits diversificats per als compostos termoplàstics reforçats amb fibra llarga, entre els quals els compostos de fibra de carboni són els més destacats. Els compostos de fibra s'utilitzen àmpliament en coets, míssils i avions d'alta velocitat per les seves propietats físiques i químiques úniques i excel·lents. Per exemple, l'ús de fibra de carboni i materials compostos plàstics fets en avions, satèl·lits, coets i altres vehicles espacials, no només gran empenta, baix soroll; I a causa del seu pes lleuger, per tant, menys consum d'energia, pot estalviar molt de combustible.

L'ús de material compost termoplàstic reforçat amb fibra llarga en el camp dels materials de construcció d'alta qualitat es basa principalment en una placa, principalment amb PP reforçat amb fibra de vidre, lleuger, d'alta resistència específica, mòdul específic, resistència a la corrosió, bona resistència a l'aigua, fàcil de fer. ús, baix cost, es pot tallar segons la necessitat, es pot instal·lar amb cargols, reblons, també pot ser soldadura de fusió en calent i altres avantatges, es pot utilitzar com a tauler de paret, tauler de revestiment de paret i plantilla de construcció. També es poden utilitzar compostos termoplàstics reforçats amb fibra llarga contínua per fer canonades de plàstic d'alta qualitat.