Πώς να επιλέξετε ρητίνη για την κατασκευή σύνθετων υλικών ινών άνθρακα

Τα σύνθετα υλικά αποτελούνται από ενισχυτικές ίνες και ένα πλαστικό υλικό. Ο ρόλος της ρητίνης στα σύνθετα υλικά είναι πολύ σημαντικός. Η επιλογή της ρητίνης καθορίζει μια σειρά χαρακτηριστικών παραμέτρων διαδικασίας, ορισμένες μηχανικές ιδιότητες και λειτουργικότητα (θερμικές ιδιότητες, εύφλεκτο, περιβαλλοντική αντίσταση, κ.λπ.), η απόδοση ρητίνης είναι επίσης ένας βασικός παράγοντας για την κατανόηση των μηχανικών ιδιοτήτων των σύνθετων υλικών. Όταν επιλέγεται η ρητίνη, μια σειρά διεργασιών και ιδιοτήτων σύνθετων υλικών προσδιορίζονται φυσικά.

Επί του παρόντος, η εφαρμογή και η απόδοση των περισσότερων ινών άνθρακα απαιτούν την επιλογή της ρητίνης ως φορέα. Η απόδοση της ρητίνης επηρεάζει σημαντικά τη συνολική απόδοση του σύνθετου υλικού. Διαφορετικά περιβάλλοντα εφαρμογής και απαιτήσεις πρέπει να αναμίξουν ρητίνες με διαφορετικά συστατικά. Η επιλεγμένη ρητίνη μπορεί να έχει σημαντικό αντίκτυπο στο τελικό σας έργο. Η επιλογή της ρητίνης σχηματοποίησης μπορεί να ποικίλει ανάλογα με τη συμβατότητα υφάσματος, τις συνθήκες εξυπηρέτησης και τις επιθυμητές ιδιότητες του τελικού μέρους. Κατά την κατασκευή σύνθετων ινών άνθρακα, υπάρχουν γενικά τρεις τύποι θερμοδιαβρωτικών ρητινών που πρέπει να εξετάσουν: εποξικός, βινυλεστέρας, και πολυεστέρας. Εδώ είναι μια ευρεία επισκόπηση και των τριών, συμπεριλαμβανομένων των χαρακτηριστικών τους, και για τι πρέπει να χρησιμοποιηθούν.

εποξική ρητίνη

Για σύνθετα μέρη που απαιτούν απόλυτη αντοχή, οι κατασκευαστές θα χρησιμοποιήσουν εποξικές ρητίνες. Εκτός από τη βελτίωση των ιδιοτήτων αντοχής, οι εποξίες προτιμούνται γενικά έναντι των πολυεστερών και των βινυλίων εστέρων για τη σταθερότητα διαστάσεων και την αυξημένη σύνδεση με άλλα υλικά.

Πλεονέκτημα:

Εποξική ρητίνη, υψηλής αντοχής ιδιότητες, κατάλληλη για εφαρμογές έγχυσης κενού, εύκολο να χειριστεί, μέσο ιξώδες

Έλλειψη:

Δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε τεμαχισμένο χαλί νημάτων, δεν σταθεροποιείται, πρέπει να συνδυαστεί με ένα τοπ επίστρωμα όταν εκτίθεται στο υπεριώδες φως

ρητίνη πολυεστέρα

Οι ρητίνες πολυεστέρα είναι οι πιο ευρέως χρησιμοποιούμενες ρητίνες στη βιομηχανία σύνθετων υλικών. Οι ρητίνες πολυεστέρα είναι λιγότερο ακριβές, έχουν κάποια αντίσταση διάβρωσης, και είναι πιο συγχωρετικές από τις εποξίες. Η πλειονότητα όλων των μερών φίμπεργκλας κατασκευάζονται χρησιμοποιώντας ρητίνες πολυεστέρα επειδή είναι εύκολο στην εργασία, θεραπεύονται γρήγορα, και είναι ανθεκτικά στις ακραίες θερμοκρασίες και καταλύτη. Το γυαλί ινών έρχεται με δύο διαφορετικούς τύπους ρητινών πολυεστέρα, καθένα με τα δικά τους οφέλη και χρήσεις.

Εύκολος χειρισμός, γρήγορο υγρό, υψηλό θειοτροπικό δείκτη (προϊόν δεν θα τρέξει σε κάθετες επιφάνειες)

Έλλειψη:

Χαμηλότερες φυσικές ιδιότητες σε σύγκριση με τις ακριβότερες ρητίνες

Ρητίνη βινυλεστέρων

Οι ρητίνες βινυλίου εστέρα θεωρούνται ένα μείγμα πολυεστέρα και εποξικού μέσου που σημαίνει ότι τα χαρακτηριστικά χειρισμού, η απόδοση και η τιμή τους πέφτουν συχνά μεταξύ των άλλων δύο. Ιδιαίτερα, από τις τρεις, ρητίνες βινυλίου εστέρα θα παρέχουν την υψηλότερη αντίσταση διάβρωσης, την αντίσταση θερμοκρασίας, και την επιμήκυνση (ανθεκτικότητα). Ως εκ τούτου, χρησιμοποιούνται γενικά όταν απαιτείται υψηλή αντοχή, θερμική σταθερότητα και αντίσταση διάβρωσης.

Πλεονέκτημα:

Ρητίνη βινυλεστέρων

-πολύ σταθερό, -ανθεκτικό στη διάβρωση, ανθεκτικό στη θερμότητα

Έλλειψη:

Σύντομη διάρκεια διατήρησης (3 μήνες)

Ως εκ τούτου, είναι σημαντικό να κατανοήσουμε τις διαφορές μεταξύ των ρητινών και πώς επηρεάζουν τις ιδιότητες του σύνθετου. Αλλά όλα τα σύνθετα υλικά έχουν κοινά πλεονεκτήματα: υψηλότερη αντοχή, ακαμψία, ελαφρύτερο βάρος και καλύτερη περιβαλλοντική αντίσταση. Κάθε ένα από αυτά τα χαρακτηριστικά μπορεί να γίνει πιο εμφανές μέσω της χρήσης συμπληρωματικών ρητινών. Για να επιλέξετε την καταλληλότερη ρητίνη, είναι πρώτα απαραίτητο να καθοριστούν ποιες θα πρέπει να είναι οι κύριες ιδιότητες που απαιτούνται για το σύνθετο.

1. Συμπληρώματα των υφιστάμενων χαρακτηριστικών

Ο πιο οικονομικώς αποδοτικός τρόπος για να κάνετε ελαφριά σύνθετα υλικά είναι η χρήση ακόρεστων ρητινών πολυεστέρα. Η ρητίνη έχει σχετικά καλές μηχανικές, ηλεκτρικές και χημικές ιδιότητες και μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε μια σειρά γενικών εφαρμογών όπως μεταφορές, δομικά και οικοδομικά σχεδιαγράμματα.

Ωστόσο, εάν απαιτείται μεγαλύτερη ακαμψία ή αντοχή, τότε το εποξειδικό είναι αναμφισβήτητα καλύτερο. Ο δεσμός μεταξύ της εποξικής ρητίνης και των ινών είναι ισχυρός, πράγμα που σημαίνει ότι τα υψηλότερα φορτία διάτμησης μπορούν να μεταφερθούν μεταξύ των ινών, δίνοντας στο σύνθετο υλικό υψηλότερες τιμές αντοχής. Σε συνδυασμό με την υψηλότερη περιεκτικότητα ινών που επιτρέπεται από τις εποξικές ρητίνες, τα σύνθετα υλικά μπορούν να γίνουν με εξαιρετική αντοχή και υψηλή ακαμψία, τα οποία μπορούν να τροποποιηθούν περαιτέρω για εφαρμογές υψηλής θερμοκρασίας εάν απαιτείται.

Εναλλακτικά, εάν το σύνθετο πρέπει να είναι ανθεκτικό στα σκληρά περιβάλλοντα εκτός από την ακαμψία, οι ρητίνες βινυλίου εστέρα μπορεί να είναι μια καλύτερη επιλογή. Η μοριακή δομή των βινυλεστέρων παρέχει τη χημική αντίσταση, έτσι εάν τα σύνθετα υλικά πρόκειται να χρησιμοποιηθούν στα θαλάσσια περιβάλλοντα ή στις βιομηχανικές εφαρμογές όπου τα οξέα ή οι βάσεις είναι παρόντα, η χρήση βινυλεστέρων θα βελτιώσει την απόδοση του σύνθετου.

Κατά την παραγωγή σύνθετων σχεδιαγράμματος που πρέπει να συναρμολογηθούν με βίδες, το σύνθετο υλικό πρέπει να είναι ισχυρό ενάντια στις ρωγμές και την θραύση. Αυτό μπορεί να επιτευχθεί μέσω του δομικού σχεδιασμού, αλλά η επιλογή της σωστής ρητίνης μπορεί να απλοποιήσει τη δομή, να μειώσει το κόστος και να καταστήσει το σύνθετο κατάλληλο για ένα ευρύτερο φάσμα εφαρμογών. Για παράδειγμα, οι πολυουρεθάνες είναι εξαιρετικά σκληρές σε σύγκριση με τους ακόρεστους πολυεστέρες, καθιστώντας τις ιδανικές για τέτοιες εφαρμογές.

2. Προσθήκη νέων χαρακτηριστικών

Επιλέγοντας μια ρητίνη που συμπληρώνει τα πιο πολύτιμα χαρακτηριστικά του σύνθετου θα ενισχύσει την απόδοση και τη μακροζωία του σύνθετου. Ωστόσο, η λήψη του χρόνου για να επιλέξετε τη ρητίνη σας θα σας κάνει πολύ περισσότερα από τη βελτίωση των υφιστάμενων ιδιοτήτων.

Οι ρητίνες μπορούν επίσης να προσθέσουν εντελώς νέες ιδιότητες στα σύνθετα προϊόντα. Τα πρόσθετα ρητίνης μπορούν να προστεθούν στις ρητίνες για να επιτευχθεί μια σειρά από οφέλη: από απλές βελτιώσεις στο φινίρισμα της επιφάνειας ή το χρώμα, σε πιο σύνθετες βελτιώσεις όπως αντοχή στην υπεριώδη ακτινοβολία, αντιμικροβιακές ή αντιιικές ιδιότητες.

Για παράδειγμα, δεδομένου ότι οι ρητίνες αποσυντίθενται φυσικά όταν εκτίθενται στο ηλιακό φως, η προσθήκη απορροφητών υπεριώδους ακτινοβολίας για προστασία από την υπεριώδη ακτινοβολία μπορεί να δώσει στα σύνθετα υλικά καλύτερη απόδοση σε φωτεινά φωτισμένα περιβάλλοντα που συχνά οδηγούν σε κονδύλισμα και αποσύνθεση του υλικού.

Ομοίως, τα αντιμικροβιακά πρόσθετα μπορούν να αναμιχθούν στη ρητίνη για να αποτρέψουν τη βακτηριακή ή μυκητιακή μόλυνση. Αυτό είναι χρήσιμο για οποιοδήποτε σύνθετο προϊόν που περιλαμβάνει ανθρώπινη χειραγώγηση, όπως μηχανήματα, δημόσιες συγκοινωνίες, και ιατρικό εξοπλισμό.

3. Άλλες εξωτερικές επιρροές

Αξίζει να σημειωθεί ότι σε ορισμένες περιπτώσεις, η προσθήκη προσθέτων ρητίνης μπορεί να αλλάξει τις ιδιότητες του σύνθετου. Για παράδειγμα, σε ορισμένες ακραίες περιπτώσεις, απαιτούνται μεγάλες ποσότητες επιβραδυντικών φλόγας προσθέτων για να λειτουργήσει αποτελεσματικά. Σε αυτό το σημείο, ο αριθμός των ινών στο σύνθετο πρέπει να μειωθεί, με αντίστοιχη μείωση στη δύναμη και την ακαμψία.

Η επιλογή ρητίνης αποτελεί σημαντικό μέρος του συνολικού σύνθετου σχεδιασμού και δεν πρέπει να παραβλέπεται. Η καλύτερη λύση μπορεί να δημιουργηθεί με την καθιέρωση των πιο επιθυμητών χαρακτηριστικών των σύνθετων υλικών, την αντιστοίχησή τους με κατάλληλες ρητίνες για τη βελτίωση αυτών των χαρακτηριστικών, και λαμβάνοντας υπόψη την ισορροπία μεταξύ ινών και ρητινών.