Jakie produkty nadają się do procesu pultruzji?

Jakie produkty nadają się do procesu pultruzji?

Omówienie zalet i wad materiałów kompozytowych metodą pultruzji i ich zastosowań

Asia composite materials (Thailand)co.,Ltd

Pionierzy przemysłu włókna szklanego w TAJLANDII

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

Pultruzjamateriały kompozytoweto wysokowydajne kompozyty polimerowe wzmacniane włóknami (FRP), produkowane w procesie ciągłym, znanym jako pultruzja.

W tym procesie ciągłe włókna (takie jak szkło lub węgiel) są przeciągane przez kąpiel żywicy termoutwardzalnej (takiej jak żywica epoksydowa, poliester lub winyloester), a następnie formy są używane do kształtowania materiału zgodnie z życzeniem. Żywica następnie utwardza ​​się, tworząc solidny, lekki i trwały produkt kompozytowy.

PultruzjaŻywice 

Żywica matrycowa jest kluczowym składnikiem materiałów kompozytowych pultruzji. ​​Typowe żywice pultruzji obejmują żywice epoksydowe, poliuretanowe, fenolowe, winyloestrowe i ostatnio szeroko badane systemy żywic termoplastycznych. Ze względu na właściwości materiałów kompozytowych pultruzji, żywica matrycowa musi mieć niską lepkość, szybkie szybkości reakcji w wysokich temperaturach. Wybierając żywicę matrycową, należy wziąć pod uwagę takie czynniki, jak szybkość reakcji pultruzji i lepkość żywicy. Wysoka lepkość może mieć wpływ na efekt smarowania podczas produkcji produktu.

Żywica epoksydowa 

Materiały kompozytowe wytwarzane metodą pultruzji przy użyciu żywic epoksydowych charakteryzują się wysoką wytrzymałością i mogą być stosowane w warunkach wysokiej temperatury, a także charakteryzują się szybkim utwardzaniem.

prędkość. Jednakże wyzwania takie jak kruchość materiału, krótki okres przydatności, słaba przepuszczalność i wysoka temperatura utwardzania ograniczają rozwój przemysłu energetyki wiatrowej w Chinach, szczególnie w zakresie materiałów na łopatki i korzenie turbin wiatrowych.

Poliuretan 

Żywica poliuretanowa ma niższą lepkość, co pozwala na wyższą zawartość włókna szklanego w porównaniu do żywic poliestrowych lub winyloestrowych. W rezultacie materiały kompozytowe poliuretanowe pultruzji mają moduł sprężystości zginania zbliżony do modułu aluminium. Poliuretan wykazuje doskonałe parametry przetwarzania w porównaniu do innych żywic.

Żywica fenolowa 

W ostatnich latach materiały kompozytowe pultruzji z użyciem żywicy fenolowej zyskały popularność ze względu na ich niską toksyczność, niską emisję dymu, odporność na płomienie i znalazły zastosowanie w takich obszarach jak transport kolejowy, platformy wiertnicze na morzu, warsztaty odporne na korozję chemiczną i rurociągi. Jednak tradycyjne reakcje utwardzania żywicy fenolowej są powolne, co skutkuje długimi cyklami formowania i powstawaniem pęcherzyków podczas szybkiej ciągłej produkcji, co wpływa na wydajność produktu. Systemy katalizy kwasowej są często stosowane w celu przezwyciężenia tych wyzwań.

Żywica winyloestrowa 

Żywica alkoholowo-winyloestrowa charakteryzuje się doskonałymi właściwościami mechanicznymi, odpornością na ciepło, odpornością na korozję i szybkim utwardzaniem. Około roku 2000 była jedną z preferowanych żywic do produktów pultruzji.

Żywica termoplastyczna 

Kompozyty termoplastyczne pokonują niedogodności środowiskowe kompozytów termoutwardzalnych, oferując dużą elastyczność, odporność na uderzenia, dobrą tolerancję na uszkodzenia i właściwości tłumiące. Są odporne na korozję chemiczną i środowiskową, mają szybki proces utwardzania bez reakcji chemicznych i mogą być szybko przetwarzane. Typowe żywice termoplastyczne obejmują polipropylen, nylon, polisulfid, polieteroeteroketon, polietylen i poliamid.

W porównaniu do tradycyjnych materiałów, takich jak metal, ceramika i tworzywa sztuczne niewzmocnione, kompozyty pultruzji wzmacniane włóknem szklanym mają kilka zalet. Posiadają unikalne możliwości projektowania na zamówienie, aby spełnić określone wymagania produktu.

ZaletyPultruzjaMateriały kompozytowe:

1. Wydajność produkcji: Formowanie pultruzyjne to proces ciągły, którego zaletami są duża wielkość produkcji, niższe koszty i krótszy czas dostawy w porównaniu z alternatywnymi metodami produkcji materiałów kompozytowych.

2. Wysoki stosunek wytrzymałości do masy: Materiały kompozytowe pultruzyjne są mocne i sztywne, a jednocześnie lekkie. Pultruzje z włókna węglowego są znacznie lżejsze od metali i innych materiałów, co czyni je odpowiednimi do zastosowań wrażliwych na wagę w przemyśle lotniczym, motoryzacyjnym i transportowym.

3. Odporność na korozję: Kompozyty FRP wykazują dużą odporność na korozję, co sprawia, że ​​nadają się do zastosowań w takich gałęziach przemysłu, jak przetwórstwo chemiczne, przemysł morski, wydobycie ropy naftowej i gazu ziemnego.

4. Izolacja elektryczna: Pultruzje z włókna szklanego mogą być zaprojektowane tak, aby były nieprzewodzące, co czyni je idealnym wyborem do zastosowań elektrycznych wymagających właściwości dielektrycznych.
Stabilność wymiarowa: Materiały kompozytowe wytwarzane metodą pultruzji nie odkształcają się ani nie pękają z upływem czasu, co ma kluczowe znaczenie w przypadku zastosowań wymagających precyzyjnych tolerancji.

5. Projekt niestandardowy: Komponenty pultruzji mogą być produkowane w różnych kształtach i rozmiarach, w tym pręty, rury, belki i bardziej złożone profile. Są one wysoce konfigurowalne, co pozwala na zmiany w projekcie pod względem rodzaju włókna, objętości włókna, rodzaju żywicy, powłoki powierzchniowej i obróbki, aby spełnić określone wymagania dotyczące wydajności i zastosowania.

Wady korzystaniapwybrzuszenieMateriały kompozytowe:

1. Ograniczone kształty geometryczne: Materiały kompozytowe wytwarzane metodą pultruzji są ograniczone do elementów o stałym lub prawie stałym przekroju poprzecznym ze względu na ciągły proces produkcyjny, w którym materiał wzmocniony włóknami jest przeciągany przez formy.

2. Wysokie koszty produkcji: Formy używane w formowaniu pultruzyjnym mogą być drogie. Muszą być wykonane z wysokiej jakości materiałów, które wytrzymują ciepło i ciśnienie procesu pultruzji, i muszą być produkowane z zachowaniem ścisłych tolerancji obróbki.

3. Niska wytrzymałość poprzeczna: Wytrzymałość poprzeczna materiałów kompozytowych pultruzji jest niższa niż wytrzymałość wzdłużna, co sprawia, że ​​są one słabsze w kierunku prostopadłym do włókien. Można temu zaradzić, włączając tkaniny lub włókna wieloosiowe podczas procesu pultruzji.

4. Trudna naprawa: Jeśli materiały kompozytowe Pultrusion ulegną uszkodzeniu, ich naprawa może być trudna. Całe komponenty mogą wymagać wymiany, co może być zarówno kosztowne, jak i czasochłonne.

ZastosowaniaPultruzjaMateriały kompozytowepwybrzuszenieMateriały kompozytowe znajdują szerokie zastosowanie w różnych gałęziach przemysłu, w tym:

1. Lotnictwo i kosmonautyka: Elementy samolotów i statków kosmicznych, takie jak powierzchnie sterowe, podwozia i wsporniki konstrukcyjne.

2. Motoryzacja: Komponenty samochodowe, w tym wały napędowe, zderzaki i elementy zawieszenia.

3. Infrastruktura: Zbrojenia i elementy infrastruktury, takie jak podkłady kolejowe, płyty mostowe, naprawa i zbrojenie betonu, słupy energetyczne, izolatory elektryczne i poprzeczki.

4. Przetwarzanie chemiczne: Sprzęt do przetwarzania chemicznego, taki jak rury i kratki podłogowe.

Medycyna: Wzmocnienie ortez i trzonków sond endoskopowych.

5. Morskie: Zastosowania morskie, w tym maszty, listwy, pale dokowe, sworznie kotwiące i doki.

6. Ropa naftowa i gaz: Zastosowania ropy naftowej i gazu, w tym głowice odwiertów, rurociągi, pręty pompowe i platformy.

7.Energia wiatrowa: Komponenty łopat turbin wiatrowych, takie jak wzmocnienia łopat, czapki dźwigarów i usztywnienia nasady.

8. Sprzęt sportowy: Elementy wymagające stałych przekrojów, takie jak narty, kije narciarskie, sprzęt golfowy, wiosła, elementy łucznicze i maszty namiotowe.

W porównaniu do tradycyjnych metali i tworzyw sztucznych materiały kompozytowe Pultrusion oferują liczne zalety. Jeśli jesteś inżynierem materiałowym poszukującym wysokowydajnych materiałów kompozytowych do swoich zastosowań, materiały kompozytowe Pultrusion są realnym wyborem.