Тепловые свойства стеклования

Армированные волокном полимерные композиты часто используются в качестве конструкционных компонентов, которые подвергаются воздействию чрезвычайно высоких или низких температур. Эти приложения включают в себя:

• Компоненты автомобильного двигателя
• Аэрокосмическая и военная продукция
• Электронные и печатные платы
• Нефтегазовое оборудование

Тепловые характеристики композита FRP будут прямым результатом смолы матрицы и процесса отверждения. Изофталевая, виниловый эфири эпоксидные смолы обычно имеют очень хорошие тепловые характеристики. В то время как ортофталевые смолы чаще всего проявляют плохие тепловые свойства.

Кроме того, одна и та же смола может иметь совершенно разные свойства в зависимости от процесса отверждения, температуры отверждения и времени отверждения. Например, многим эпоксидным смолам требуется «последующее отверждение», чтобы помочь достичь самых высоких тепловых характеристик.

Постотверждение - это метод добавления температуры в течение некоторого времени к композитный после того, как матрица смолы уже отверждена посредством термореактивной химической реакции. Последующее отверждение может помочь выровнять и упорядочить молекулы полимера, дополнительно увеличивая структурные и термические свойства.

FRP композиты могут использоваться в конструкционных применениях, где требуются повышенные температуры, однако при более высоких температурах композит может потерять свойства модуля. То есть полимер может «размягчаться» и становиться менее жестким. Потеря модуля является постепенной при более низких температурах, однако каждая матрица полимерной смолы будет иметь температура, при достижении которой композит переходит из стеклообразного состояния в эластичное государство. Этот переход называется «температурой стеклования» или Tg. (Обычно упоминаемый в разговоре как "T sub g").

При проектировании композита для структурного применения важно убедиться, что Tg композита FRP будет выше, чем температура, которой он может подвергаться. Даже в неструктурных применениях Tg важен, так как композит может изменяться косметически, если Tg превышен.

Tg чаще всего измеряется с использованием двух разных методов:

Это химический анализ, который обнаруживает поглощение энергии. Полимер требует определенного количества энергии для переходных состояний, так же как вода требует определенной температуры для перехода в пар.

Этот метод физически измеряет жесткость при приложении тепла, когда происходит быстрое снижение свойств модуля, достигается Tg.

Хотя оба метода испытания Tg полимерного композита являются точными, важно использовать один и тот же метод при сравнении одного композита или полимера матрица другому. Это уменьшает переменные и обеспечивает более точное сравнение.