Термопласт против Термореактивные смолы (композиты)

Использование термопластика полимер Смолы чрезвычайно широко распространены, и большинство из нас контактируют с ними в той или иной форме почти каждый день. Примеры обычных термопластичных смол и изделий, изготовленных из них, включают:

• ПЭТ (бутылки с водой и газировкой)
• полипропилен (упаковочные контейнеры)
• Поликарбонат (линзы из безопасного стекла)
• PBT (детские игрушки)
• Винил (оконные рамы)
• полиэтилен (продуктовые сумки)
• ПВХ (водопроводная труба)
• PEI (подлокотники самолета)
• нейлон (обувь, одежда)

Термопласты в форме композитов чаще всего не армированы, то есть смола превращается в формы, которые опираются исключительно на короткие, прерывистые волокна, из которых они состоят, чтобы сохранить их структура. С другой стороны, многие изделия, изготовленные с использованием термореактивной технологии, дополняются другими структурными элементами - чаще всего стекловолокном и углеродное волокно- для усиления.

Достижения в области термореактивных и термопластичных технологий продолжаются, и определенно есть место для них обоих. Хотя у каждого есть свой набор плюсов и минусов, то, что в конечном итоге определяет, какой материал лучше всего подходит для любого конкретного приложения, сводится к ряд факторов, которые могут включать в себя любое или все из следующих: прочность, долговечность, гибкость, простота / стоимость изготовления и вторичная переработка.

Термопластичные композиты имеют два основных преимущества для некоторых областей применения в промышленности: во-первых, многие термопластичные композиты обладают повышенной ударопрочностью по сравнению с сопоставимыми термореактивными материалами. (В некоторых случаях разница может быть в 10 раз больше ударопрочности.)

Другим важным преимуществом термопластичных композитов является их способность быть податливым. Необработанные термопластичные смолы являются твердыми при комнатной температуре, но когда тепло и давление пропитывают армирующее волокно, физическое изменение происходит (однако, это не химическая реакция, которая приводит к постоянным, необратимым изменениям). Это то, что позволяет термопластичным композитам переформироваться и переформироваться.

Например, вы можете нагреть пултрузионный термопластичный композитный стержень и повторно отформовать его для получения кривизны. После охлаждения кривая останется, что невозможно с термореактивными смолами. Это свойство показывает огромные перспективы для переработки вторичных термопластичных композитных изделий в будущем, когда закончится их первоначальное использование.

Хотя его можно сделать податливым за счет воздействия тепла, поскольку естественное состояние термопластичной смолы является твердым, его трудно пропитать армирующим волокном. Смола должна быть нагрета до температура плавления и давление должно быть приложено, чтобы объединить волокна, и затем, композит должен быть охлажден, все еще находясь под давлением.

Необходимо использовать специальные инструменты, технику и оборудование, многие из которых стоят дорого. Процесс намного сложнее и дороже, чем традиционное производство термореактивных композитов.

В термореактивной смоле необработанные неотвержденные молекулы смолы скрещиваются между собой посредством каталитической химической реакции. Посредством этой химической реакции, чаще всего экзотермической, молекулы смолы создают чрезвычайно прочные связи друг с другом, и смола меняет состояние с жидкого на твердое.

В общих чертах, армированный волокнами полимер (FRP) относится к использованию армирующих волокон длиной 1/4 дюйма или более. Однако эти компоненты улучшают механические свойства, хотя они технически считаются армированные волокном композиты, их прочность почти не сравнима с прочностью непрерывного армированного волокна композиты.

Традиционные композиты FRP используют термореактивную смолу в качестве матрицы, которая прочно удерживает структурное волокно на месте. Обычная термореактивная смола включает в себя:

• Полиэфирная смола
• Винилэфирная смола
• эпоксидная смола
• фенольный
• уретан
• Наиболее распространенная термореактивная смола, используемая сегодня, является полиэфирная смолазатем виниловый эфир и эпоксидная смола. Термореактивные смолы популярны потому, что комнатная температураони находятся в жидком состоянии, что обеспечивает удобную пропитку армирующих волокон, таких как стекловолокно, углеродное волокно или кевлар.

С жидкой смолой комнатной температуры работать довольно просто, хотя для производства на открытом воздухе требуется адекватная вентиляция. При ламинировании (изготовление закрытых форм) жидкую смолу можно быстро формовать с помощью вакуумного насоса или насоса с избыточным давлением, что обеспечивает массовое производство. Помимо простоты производства, термореактивные смолы предлагают большую отдачу, часто производя превосходные продукты при низких затратах на сырье.

Полезные свойства термореактивных смол включают в себя:

• Отличная стойкость к растворителям и коррозийным веществам
• Стойкость к нагреву и высокой температуре
• Высокая усталостная прочность
• Индивидуальная эластичность
• Отличная адгезия
• Отличные отделочные качества для полировки и покраски

Термореактивная смола, однажды катализированная, не может быть перевернута или переформирована, то есть после образования термореактивного композита ее форма не может быть изменена. Из-за этого утилизация термореактивных композитов чрезвычайно затруднена. Сама термореактивная смола не подлежит вторичной переработке, однако несколько новых компаний успешно удалили смолы из композиты через анаэробный процесс, известный как пиролиз, и, по крайней мере, способны восстанавливать усиливающие свойства. волокна.