哪些材料可以做拉擠？拉擠復(fù)合材料的九個關(guān)鍵性能你知道嗎，應(yīng)用前景如何？
文章來源：賢集網(wǎng) 更新時間：2023-12-11 14:33:33
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拉擠復(fù)合材料是一種高性能纖維增強(qiáng)聚合物 (FRP) 復(fù)合材料，采用稱為拉擠的連續(xù)工藝制造。 在這里，連續(xù)纖維（例如玻璃或碳）被拉過熱固性樹脂浴（例如環(huán)氧樹脂、聚酯或乙烯基酯），然后使用模具形成所需的形狀。然后樹脂固化，形成堅固、輕質(zhì)且耐用的復(fù)合產(chǎn)品。 一、拉擠復(fù)合材料的分類 拉擠樹脂 基體樹脂是拉擠復(fù)合材料的中重要組成部分，常見的拉擠樹脂有環(huán)氧、聚氨酯、酚醛、乙烯基，以及近期被廣泛關(guān)注的熱塑性樹脂體系。因?yàn)槔瓟D復(fù)合材料的特性，基體樹脂需要有混合粘度低、高溫條件下反應(yīng)速度快特點(diǎn)。在進(jìn)行基體樹脂的選擇時，不光要考慮到拉擠反應(yīng)速率，也需要考慮拉擠樹脂的粘度，如果粘度比較高，這會影響產(chǎn)品制作時的潤滑效果。 環(huán)氧樹脂 環(huán)氧拉擠樹脂制備的拉擠復(fù)合材料，在應(yīng)用時的強(qiáng)度比較高，可以在高溫條件下使用，而且固化的速度比較快。此外，環(huán)氧樹脂基纖維增強(qiáng)復(fù)合材料是風(fēng)力發(fā)電葉片與葉根的主要材料，但存在材料脆性大、適用期短、滲透性差和固化溫度高等問題，從而增大成型工藝難度，造成資源浪費(fèi)和制造成本的增加，嚴(yán)重制約了我國風(fēng)電行業(yè)的發(fā)展。 聚氨酯 聚氨酯樹脂的粘度較低，允許玻纖用量比聚酯或乙烯基酯樹脂更高，這使得拉擠成型聚氨酯復(fù)合材料的彎曲彈性模量接近鋁的屬性。相比其他樹脂具有優(yōu)良的加工性能。 酚醛樹脂 由于酚醛樹脂突出的低毒釋放、低發(fā)煙率、難燃等優(yōu)點(diǎn)，近年來，其拉擠成型復(fù)合材料在軌道交通、海上石油鉆探平臺、化工防腐車間及管道等領(lǐng)域的應(yīng)用逐漸成為一個熱點(diǎn)。但傳統(tǒng)的酚醛樹脂固化反應(yīng)速度慢，成型周期長，尤其是固化時會產(chǎn)生大量的縮合水和低分子揮發(fā)物，在快速連續(xù)生產(chǎn)的拉擠成型制品中易形成氣泡，留下孔隙，嚴(yán)重影響制品的性能，通常使用酸催化體系。 乙烯基酯樹脂 乙烯基醇樹脂具有優(yōu)良的力學(xué)性能、耐熱性、耐腐蝕性以及快速固化的特點(diǎn)，在2000年左右是拉擠制品的首選樹脂之一。 熱塑性樹脂 熱塑性復(fù)合材料避免了熱固性復(fù)合材料固有的環(huán)境友好性差，加工周期長，難以回收等不足，并且具有較強(qiáng)的柔韌性和抗沖擊性能、良好的抗破壞能力和阻尼性能。熱塑性復(fù)合材料抗化學(xué)和環(huán)境腐蝕的能力強(qiáng)，固化過程中不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，可以進(jìn)行快速加工。熱塑性復(fù)合材料可以重復(fù)利用且性能不下降。常見的熱塑性樹脂有聚丙烯、尼龍、聚苯硫醚、聚醚醚酮、聚乙烯、聚酰胺等。 與金屬、陶瓷和非增強(qiáng)塑料等傳統(tǒng)材料相比，玻璃鋼拉擠成型具有多種優(yōu)勢。他們具有獨(dú)特的定制設(shè)計能力，可以滿足特定的產(chǎn)品需求。 二、FRP（玻璃鋼）拉擠型材應(yīng)用前景廣闊 行業(yè)發(fā)展趨勢向好 FRP即玻璃鋼，學(xué)名為纖維增強(qiáng)復(fù)合材料，是指以合成樹脂為基體，以玻璃纖維為增強(qiáng)材料，通過物理化學(xué)等工藝制備而成的增強(qiáng)塑料，在石油、電力、建筑、化工等領(lǐng)域應(yīng)用較為廣泛。目前玻璃鋼成型工藝主要有五大類，分別為手糊成型法、纖維纏繞成型法、擠拉成型法、模塑成型法、噴射成型法。其中通過拉擠成型法生產(chǎn)的玻璃鋼型材稱為FRP拉擠型材或纖維增強(qiáng)復(fù)合材料拉擠型材。 與其他成型方法相比，F(xiàn)RP拉擠成型法具有更高的能源效率、成本效益、環(huán)境友好性以及更少的副產(chǎn)物產(chǎn)生量等優(yōu)點(diǎn)，是目前工業(yè)制備FRP的主流方法之一。同時，通過拉擠工藝制備的FRP拉擠型材具有質(zhì)輕、強(qiáng)度重量比高、耐用性好、耐腐蝕性強(qiáng)、維護(hù)成本低等優(yōu)勢，在新能源、軌道交通、環(huán)保、石化、電力、建筑、造紙、鋼鐵等領(lǐng)域有著廣闊應(yīng)用前景。 具體來看，電力是FRP拉擠型材開發(fā)最早的應(yīng)用領(lǐng)域，在該領(lǐng)域，F(xiàn)RP拉擠型材主要用于電纜橋架、絕緣梯、電機(jī)槽楔、變壓器隔離棒等產(chǎn)品制造場景；化工是其重要應(yīng)用領(lǐng)域之一，F(xiàn)RP拉擠型材主要用于行走格柵、結(jié)構(gòu)支架、玻璃鋼抽油桿、冷卻塔支架等產(chǎn)品制造場景；建筑是其主要應(yīng)用領(lǐng)域，F(xiàn)RP拉擠型材主要用于飄窗、FRP復(fù)合隔板、FRP裝配式檐溝等產(chǎn)品制備場景。 三、拉擠纖維型材的九個關(guān)鍵性能 高強(qiáng)度 拉擠玻璃鋼具有優(yōu)異的強(qiáng)度重量比。它非常堅固，但比鋼或鋁等傳統(tǒng)材料更輕。連續(xù)纖維增強(qiáng)材料具有高拉伸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度，使 FRP 成為眾多應(yīng)用中的理想結(jié)構(gòu)材料。 重量輕的 FRP 的輕量化特性在許多行業(yè)中都是一個顯著的優(yōu)勢。它有助于減輕結(jié)構(gòu)、車輛或部件的總重量，從而提高燃油效率、提高有效負(fù)載能力，并在安裝或運(yùn)輸過程中更輕松地處理。 耐腐蝕性能 FRP 的主要優(yōu)點(diǎn)之一是其固有的耐腐蝕性。與金屬不同，金屬在暴露于潮濕、化學(xué)品或惡劣環(huán)境時會腐蝕，F(xiàn)RP 不會生銹，并且可以承受大量化學(xué)暴露而不會犧牲性能。FRP 的耐腐蝕性使其適用于海洋環(huán)境、化工廠或暴露于各種腐蝕元素的結(jié)構(gòu)。 抗疲勞性 FRP 具有出色的抗疲勞性，這意味著它可以承受重復(fù)的循環(huán)載荷，而不會出現(xiàn)性能顯著下降。這一特性對于承受動態(tài)或循環(huán)載荷的應(yīng)用至關(guān)重要，例如橋梁、風(fēng)力渦輪機(jī)葉片或航空航天部件。 設(shè)計靈活性 FRP 因其在制造過程中出色的成型和成型能力而提供了設(shè)計靈活性。纖維可以沿不同方向取向，以根據(jù)特定要求定制材料的機(jī)械性能。這種多功能性使得能夠生產(chǎn)復(fù)雜形狀和高度可定制的組件。 電氣絕緣 FRP 的電導(dǎo)率極低，使其成為需要電氣絕緣的應(yīng)用的理想選擇。FRP 通常用于電氣外殼、電路板組件，或用作導(dǎo)電性可能帶來風(fēng)險的環(huán)境中的結(jié)構(gòu)構(gòu)件。 隔熱 FRP導(dǎo)熱系數(shù)低，適合需要隔熱的應(yīng)用。減少傳熱并提高能源效率是建筑、運(yùn)輸和航空航天等各個行業(yè)的一大優(yōu)勢，拉擠玻璃鋼結(jié)構(gòu)部件在最大限度地減少熱傳遞方面明顯優(yōu)于傳統(tǒng)方法。 無磁 與金屬不同，F(xiàn)RP 是非磁性的，這在必須最大限度地減少磁干擾的應(yīng)用中非常有利，例如醫(yī)療設(shè)備或電子產(chǎn)品。 耐候性 FRP 對紫外線輻射、潮濕和溫度變化等環(huán)境因素具有出色的抵抗力。如果根據(jù)環(huán)境正確制造，玻璃鋼在暴露于陽光、濕度或極端溫度時不會輕易降解，使其成為耐用且持久的選擇。 四、如何選擇合適的拉擠復(fù)合材料？ 在為您的應(yīng)用選擇拉擠組件或型材時，重要的是要考慮以下因素： 機(jī)械性能要求：應(yīng)用的強(qiáng)度、剛度和剪切要求是什么？ 環(huán)境要求：復(fù)合材料是否會暴露在惡劣的環(huán)境條件下，例如化學(xué)品、鹽水或極端溫度？ 重量要求：減輕重量對于應(yīng)用來說重要嗎？ 成本要求：應(yīng)用程序的預(yù)算是多少？ 經(jīng)驗(yàn)豐富的拉擠制造商可以提供設(shè)計和配方專業(yè)知識，并與您合作開發(fā)適合您應(yīng)用的拉擠復(fù)合材料。 五、拉擠復(fù)合材料的應(yīng)用 拉擠復(fù)合材料具有廣泛的應(yīng)用，包括： 航空航天：飛機(jī)和航天器部件，例如控制面、起落架和結(jié)構(gòu)支撐。 汽車：汽車部件，如傳動軸、保險杠和懸架部件。 基礎(chǔ)設(shè)施：基礎(chǔ)設(shè)施加固和組件，如枕木、橋面、混凝土修復(fù)和加固、電線桿、電絕緣體和橫擔(dān)。 化學(xué)加工：化學(xué)加工設(shè)備，如管道和地板格柵。 醫(yī)療：支架加強(qiáng)筋和內(nèi)窺鏡解剖桿。 船舶：船舶應(yīng)用，例如桅桿、板條、碼頭鞭、擋土墻樁、錨銷和碼頭。 石油和天然氣：石油和天然氣應(yīng)用，例如井口、管道、抽油桿和平臺。 風(fēng)能：風(fēng)力渦輪機(jī)葉片組件，例如葉片增強(qiáng)件、翼梁帽和根部加勁肋。 體育用品：需要恒定橫截面的部件，例如滑雪板、滑雪桿、高爾夫設(shè)備、槳桿、射箭部件和帳篷桿 文章來源： 南京斯貝爾玻璃鋼型材，新思界網(wǎng)，中國復(fù)合材料學(xué)會 原文鏈接：https://www.xianjichina.com/special/detail_537157.html 來源：賢集網(wǎng) 著作權(quán)歸作者所有。商業(yè)轉(zhuǎn)載請聯(lián)系作者獲得授權(quán)，非商業(yè)轉(zhuǎn)載請注明出處。 |
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