Koji su proizvodi prikladni za proces pultruzije?

Koji su proizvodi prikladni za proces pultruzije?

Rasprava o prednostima i nedostacima pultruzijskih kompozitnih materijala i njihovoj primjeni

Azijski kompozitni materijali (Tajland) d.o.o.

Pioniri industrije stakloplastike u TAJLANDU

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

Pultruzijakompozitni materijalisu visokoučinkoviti kompoziti od vlaknima ojačanih polimera (FRP) proizvedeni korištenjem kontinuiranog procesa poznatog kao pultruzija.

U ovom procesu, kontinuirana vlakna (poput stakla ili ugljika) provlače se kroz kupku termoreaktivne smole (poput epoksidne smole, poliestera ili vinil estera), a zatim se kalupi koriste za oblikovanje materijala prema želji. Smola se zatim stvrdnjava, tvoreći čvrsti, lagani i izdržljivi kompozitni proizvod.

PultruzijaSmole 

Matrična smola ključna je komponenta pultruzijskih kompozitnih materijala. Uobičajene pultruzijske smole uključuju epoksidne, poliuretanske, fenolne, vinil esterske i nedavno široko proučavane termoplastične smolne sustave. Zbog karakteristika pultruzijskih kompozitnih materijala, matrična smola mora imati nisku viskoznost i brzu reakciju na visokim temperaturama. Prilikom odabira matrične smole potrebno je uzeti u obzir čimbenike poput brzine pultruzijske reakcije i viskoznosti smole. Visoka viskoznost može utjecati na učinak podmazivanja tijekom proizvodnje proizvoda.

Epoksidna smola 

Pultruzijski kompozitni materijali pripremljeni epoksidnim pultruzijskim smolama pokazuju visoku čvrstoću i mogu se koristiti u uvjetima visokih temperatura, s brzim stvrdnjavanjem.

brzina. Međutim, izazovi poput krhkosti materijala, kratkog razdoblja primjenjivosti, slabe propusnosti i visoke temperature stvrdnjavanja ograničavaju razvoj industrije energije vjetra u Kini, posebno materijala za lopatice i korijenje vjetroturbina.

Poliuretan 

Poliuretanska smola ima nižu viskoznost, što omogućuje veći sadržaj staklenih vlakana u usporedbi s poliesterskim ili vinil esterskim smolama. To rezultira pultruzijskim poliuretanskim kompozitnim materijalima koji imaju modul elastičnosti savijanja blizak onome aluminija. Poliuretan pokazuje izvrsne performanse obrade u usporedbi s drugim smolama.

Fenolna smola 

Posljednjih godina, pultruzijski kompozitni materijali koji koriste fenolne smole privukli su pozornost zbog svoje niske toksičnosti, niske emisije dima, otpornosti na plamen te su pronašli primjenu u područjima kao što su željeznički prijevoz, platforme za bušenje nafte na moru, radionice otporne na kemijsku koroziju i cjevovodi. Međutim, tradicionalne reakcije stvrdnjavanja fenolnih smola su spore, što rezultira dugim ciklusima oblikovanja i stvaranjem mjehurića tijekom brze kontinuirane proizvodnje, što utječe na performanse proizvoda. Sustavi kisele katalize često se koriste za prevladavanje ovih izazova.

Vinil esterska smola 

Vinil esterska alkoholna smola ima izvrsna mehanička svojstva, otpornost na toplinu, otpornost na koroziju i brzo stvrdnjavanje. Oko 2000. godine bila je jedna od preferiranih smola za proizvode dobivene pultruzijom.

Termoplastična smola 

Termoplastični kompoziti prevladavaju ekološke nedostatke termoreaktivnih kompozita, nudeći veliku fleksibilnost, otpornost na udarce, dobru toleranciju na oštećenja i svojstva prigušenja. Otporni su na kemijsku i okolišnu koroziju, imaju brz proces stvrdnjavanja bez kemijskih reakcija i mogu se brzo obrađivati. Uobičajene termoplastične smole uključuju polipropilen, najlon, polisulfid, polieter eter keton, polietilen i poliamid.

U usporedbi s tradicionalnim materijalima poput metala, keramike i neojačane plastike, pultruzijski kompoziti ojačani staklenim vlaknima imaju nekoliko prednosti. Posjeduju jedinstvene mogućnosti prilagođenog dizajna kako bi zadovoljili specifične zahtjeve proizvoda.

PrednostiPultruzijaKompozitni materijali:

1. Učinkovitost proizvodnje: Pultruzijsko oblikovanje je kontinuirani proces s prednostima kao što su veliki obujam proizvodnje, niži troškovi i brži rokovi isporuke u usporedbi s alternativnim metodama proizvodnje kompozita.

2. Visok omjer čvrstoće i težine: Kompozitni materijali dobiveni pultruzijom su jaki i kruti, a opet lagani. Pultruzije od karbonskih vlakana znatno su lakše od metala i drugih materijala, što ih čini prikladnima za primjene osjetljive na težinu u zrakoplovstvu, automobilskoj industriji i transportu.

3. Otpornost na koroziju: FRP kompoziti pokazuju snažnu otpornost na koroziju, što ih čini prikladnim za primjenu u industrijama kao što su kemijska prerada, pomorska industrija, nafta i prirodni plin.

4. Električna izolacija: Pultruzije od staklenih vlakana mogu se dizajnirati da budu neprovodljive, što ih čini idealnim izborom za električne primjene koje zahtijevaju dielektrične performanse.
Dimenzijska stabilnost: Pultruzijski kompozitni materijali se ne deformiraju niti pucaju tijekom vremena, što je ključno za primjene s preciznim tolerancijama.

5. Prilagođeni dizajn: Komponente pultruzije mogu se proizvoditi u različitim oblicima i veličinama, uključujući šipke, cijevi, grede i složenije profile. Vrlo su prilagodljive, što omogućuje varijacije dizajna u vrsti vlakana, volumenu vlakana, vrsti smole, površinskom venu i tretmanu kako bi se zadovoljili specifični zahtjevi performansi i primjene.

Nedostaci korištenjapultrazijaKompozitni materijali:

1. Ograničeni geometrijski oblici: Kompozitni materijali dobiveni pultruzijom ograničeni su na komponente s konstantnim ili gotovo konstantnim presjecima zbog kontinuiranog proizvodnog procesa u kojem se materijal ojačan vlaknima provlači kroz kalupe.

2. Visoki troškovi proizvodnje: Kalupi koji se koriste u pultruzijskom prešanju mogu biti skupi. Moraju biti izrađeni od visokokvalitetnih materijala sposobnih izdržati toplinu i tlak procesa pultruzije i moraju se proizvoditi sa strogim tolerancijama obrade.

3. Niska poprečna čvrstoća: Poprečna čvrstoća pultruzijskih kompozitnih materijala niža je od uzdužne čvrstoće, što ih čini slabijima u smjeru okomitom na vlakna. To se može riješiti ugradnjom višeosnih tkanina ili vlakana tijekom procesa pultruzije.

4. Težak popravak: Ako su pultruzijski kompozitni materijali oštećeni, njihov popravak može biti izazovan. Možda će biti potrebno zamijeniti cijele komponente, što može biti skupo i dugotrajno.

PrimjenePultruzijaKompozitni materijalipultrazijaKompozitni materijali nalaze široku primjenu u raznim industrijama, uključujući:

1. Zrakoplovstvo: Komponente za zrakoplove i svemirske letjelice, kao što su upravljačke površine, stajni trap i strukturni nosači.

2. Automobilska industrija: Automobilske komponente, uključujući pogonska vratila, branike i komponente ovjesa.

3. Infrastruktura: Armatura i komponente za infrastrukturu, kao što su pragovi, mostovne ploče, popravak i armatura betona, stupovi za komunalne usluge, električni izolatori i traverze.

4. Kemijska obrada: Oprema za kemijsku obradu kao što su cijevi i podne rešetke.

Medicinski: Ojačanje za aparatiće i osovine endoskopskih sondi.

5. Pomorska industrija: Pomorske primjene, uključujući jarbole, letvice, pilote za dokove, sidrene klinove i dokove.

6. Nafta i plin: Primjene za naftu i plin, uključujući glave bušotina, cjevovode, pumpne šipke i platforme.

7. Energija vjetra: Komponente za lopatice vjetroturbina, kao što su ojačanja lopatica, poklopci nosača i ukrućenja korijena.

8. Sportska oprema: Komponente koje zahtijevaju konstantne presjeke, kao što su skije, skijaški štapovi, oprema za golf, vesla, komponente za streličarstvo i štapovi za šator.

U usporedbi s tradicionalnim metalima i plastikom, pultruzijski kompozitni materijali nude brojne prednosti. Ako ste inženjer materijala koji traži visokoučinkovite kompozitne materijale za svoju primjenu, pultruzijski kompozitni materijali su održiv izbor.