Термопласт против термореактивных смол

Различия в двух смолах, используемых в композитах FRP.

• Делиться
• флипборд
• Эл. адрес

• Бакалавр бизнес-менеджмента, Колорадский университет в Боулдере

Тодд Джонсон занимается разработкой, коммерциализацией и продажами композитной промышленности с 2004 года. Он также пишет об этой отрасли.

Использование термопластичных полимерных смол чрезвычайно широко распространено, и большинство из нас контактируют с ними в той или иной форме почти каждый день. Примеры распространенных термопластичных смол и продуктов, изготовленных из них, включают:

(бутылки для воды и газировки) (упаковочные контейнеры)
• Поликарбонат (линзы из безопасного стекла) (детские игрушки)
• Винил (оконные рамы) (сумки для продуктов) (сантехническая труба)
• PEI (подлокотники для самолетов) (обувь, одежда)

Термореактивная структура против термопластичной структуры

Термопласты в виде композитов чаще всего не армируются, то есть смоле придают формы, которые зависят исключительно от коротких прерывистых волокон, из которых они состоят, для сохранения своей структуры. С другой стороны, многие продукты, изготовленные с использованием термореактивной технологии, для усиления усиливаются другими структурными элементами, чаще всего стекловолокном и углеродным волокном.

Достижения в области термореактивных и термопластичных технологий продолжаются, и определенно найдется место и для того, и для другого. Хотя у каждого есть свой набор плюсов и минусов, то, что в конечном итоге определяет, какой материал лучше всего подходит для любого конкретного применения, сводится к ряду факторов, которые могут включать любой или все из следующих: прочность, долговечность, гибкость, простота / стоимость производство и возможность вторичной переработки.

Преимущества термопластичных композитов

Термопластичные композиты предлагают два основных преимущества для некоторых производственных применений: во-первых, многие термопластические композиты имеют повышенную ударопрочность по сравнению с сопоставимыми реактопластами. (В некоторых случаях разница может в 10 раз превышать ударопрочность.)

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

Например, вы можете нагреть пултрузионный стержень из термопластичного композита и отформовать его заново, придав ему кривизну. После охлаждения кривая останется, что невозможно с термореактивными смолами. Это свойство показывает огромные перспективы для будущего переработки изделий из термопластичных композитов, когда их первоначальное использование закончится.

Недостатки термопластичных композитов

Хотя его можно сделать пластичным с помощью нагревания, поскольку в естественном состоянии термопластичная смола является твердой, ее трудно пропитать армирующим волокном. Смола должна быть нагрета до точки плавления и должно быть приложено давление для интеграции волокон, а затем композит должен быть охлажден, все еще под давлением.

Необходимо использовать специальные инструменты, технику и оборудование, многие из которых являются дорогостоящими. Этот процесс намного сложнее и дороже, чем традиционное производство термореактивных композитов.

Свойства и обычное использование термореактивных смол

В термореактивной смоле молекулы сырой неотвержденной смолы сшиваются посредством каталитической химической реакции. Благодаря этой химической реакции, чаще всего экзотермической, молекулы смолы создают чрезвычайно прочные связи друг с другом, и смола переходит из жидкого состояния в твердое.

В общих чертах, армированный волокнами полимер (FRP) относится к использованию армирующих волокон длиной 1/4 дюйма или более. Эти компоненты улучшают механические свойства, однако, хотя технически они считаются композитами, армированными волокнами, их прочность далеко не сопоставима с прочностью композитов, армированных непрерывным волокном.

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

• Полиэфирная смола
• Винилэфирная смола
• Эпоксидная смола
• фенол
• Уретан
• Наиболее распространенной термореактивной смолой, используемой сегодня, является полиэфирная смола, за которой следуют винилэфирная смола и эпоксидная смола. Термореактивные смолы популярны, потому что неотвержденные и при комнатной температуре они находятся в жидком состоянии, что позволяет удобно пропитывать армирующие волокна, такие как стекловолокно, углеродное волокно или кевлар.

Преимущества термореактивных смол

С жидкой смолой комнатной температуры довольно просто работать, хотя она требует достаточной вентиляции для производства на открытом воздухе. При ламинировании (изготовление закрытых форм) жидкой смоле можно быстро придать форму с помощью вакуумного насоса или насоса положительного давления, что позволяет организовать массовое производство. Помимо простоты производства, термореактивные смолы предлагают большую отдачу, часто производя превосходные продукты при низкой стоимости сырья.

К преимуществам термореактивных смол относятся:

• Отличная стойкость к растворителям и коррозионным веществам
• Устойчивость к жаре и высокой температуре
• Высокая усталостная прочность
• Индивидуальная эластичность
• Отличная адгезия
• Отличные финишные качества для полировки и покраски

Недостатки термореактивных смол

Термореактивная смола после катализа не может быть изменена или изменена, а это означает, что после формирования термореактивного композита его форма не может быть изменена. Из-за этого переработка термореактивных композитов крайне затруднена. Сама термореактивная смола не подлежит вторичной переработке, однако несколько новых компаний успешно удалили смолы из композитов с помощью анаэробного процесса, известного как пиролиз, и, по крайней мере, могут восстановить армирующее волокно.