Termoplastinės ir termoreaktingos dervos

Dviejų dervų, naudojamų FRP kompozituose, skirtumai

Spalvoti polimeriniai junginiai.

sturti / Getty Images

Termoplastiko naudojimaspolimerasdervos yra labai plačiai paplitusios ir dauguma iš mūsų vienokiu ar kitokiu būdu su jais liečiasi beveik kiekvieną dieną. Įprastų termoplastinių dervų ir su jomis pagamintų gaminių pavyzdžiai:

• PET (vandens ir sodos buteliai)
• Polipropilenas (pakavimo konteineriai)
• Polikarbonatas (saugaus stiklo lęšiai)
• PBT (vaikiški žaislai)
• Vinilas (langų rėmai)
• Polietilenas (bakalėjos krepšeliai)
• PVC (vandentiekio vamzdis)
• PEI (lėktuvo porankiai)
• Nailonas (avalynė, drabužiai)

Termoreaktyvi ir termoplastinė struktūra

Kompozitų pavidalo termoplastikai dažniausiai nėra sutvirtinti, o tai reiškia, kad derva suformuojama į tokias formas, kurios remiasi tik trumpais, nepertraukiamais pluoštais, iš kurių jie susideda, kad išlaikytų savo struktūrą. Kita vertus, daugelis gaminių, pagamintų naudojant termoreaktingą technologiją, yra patobulinti kitais konstrukciniais elementais – dažniausiai stiklo pluoštu ir anglies pluoštas - sustiprinimui.

Termoreaktingų ir termoplastinių technologijų pažanga tęsiasi ir tikrai yra vietos abiem. Nors kiekvienas turi savo privalumų ir trūkumų, galiausiai tai, kuri medžiaga geriausiai tinka bet kokiai paskirčiai, priklauso nuo daugelio veiksnių, kurie gali apimti bet kurį arba visus toliau nurodytus dalykus: stiprumą, ilgaamžiškumą, lankstumą, lengvumą / sąnaudas. gamyba ir perdirbimas.

Termoplastinių kompozitų pranašumai

Termoplastiniai kompozitai turi du pagrindinius privalumus kai kurioms gamybos reikmėms: Pirma, daugelis termoplastinių kompozitų turi didesnį atsparumą smūgiams, palyginti su panašiais termoreaktingais. (Kai kuriais atvejais skirtumas gali būti net 10 kartų didesnis už atsparumą smūgiams.)

Kitas svarbus termoplastinių kompozitų privalumas yra jų gebėjimas būti kaliuoju. Neapdorotos termoplastinės dervos yra kietos kambario temperatūroje, tačiau kai šiluma ir slėgis impregnuoja armuojantį pluoštą,fizinis pokytisįvyksta (tačiau tai nėra cheminė reakcija, dėl kurios atsiranda nuolatinių, negrįžtamų pokyčių). Tai leidžia iš naujo formuoti ir formuoti termoplastinius kompozitus.

Pavyzdžiui, galite pašildyti pultruduotą termoplastinį kompozitinį strypą ir iš naujo suformuoti jį taip, kad jis būtų išlenktas. Atvėsus kreivė išliks, o tai neįmanoma naudojant termoreaktingąsias dervas. Ši savybė rodo didžiulį pažadą dėl termoplastinių kompozitinių gaminių perdirbimo ateityje, kai baigsis jų pradinis naudojimas.

Termoplastinių kompozitų trūkumai

Nors termoplastinės dervos natūralios būsenos yra kietos, ją galima paversti kaliuoju būdu, ją sunku impregnuoti armuojančiu pluoštu. Derva turi būti pašildyta iki lydymosi temperatūra ir turi būti taikomas slėgis, kad būtų integruoti pluoštai, o tada kompozitas turi būti aušinamas, kol jis vis dar yra slėgis.

Turi būti naudojami specialūs įrankiai, technika ir įranga, kurių daugelis yra brangūs. Procesas yra daug sudėtingesnis ir brangesnis nei tradicinė termoreaktingo kompozito gamyba.

Termoreaktingų dervų savybės ir bendri naudojimo būdai

Termoreaktingoje dervoje neapdorotos nesukietėjusios dervos molekulės yra susietos per katalizinę cheminę reakciją. Šios cheminės reakcijos, dažniausiai egzoterminės, metu dervos molekulės sukuria itin stiprius ryšius viena su kita, o derva pakeičia būseną iš skystos į kietą.

Apskritai, pluoštu sustiprintas polimeras (FRP) reiškia armuojančių pluoštų, kurių ilgis yra 1/4 colio ar didesnis, naudojimą. Šie komponentai padidina mechanines savybes, tačiau, nors jie techniškai laikomi pluoštu armuotais kompozitais, jų stiprumas beveik nepalyginamas su ištisiniu pluoštu armuotų kompozitų stiprumu.

Tradiciniai FRP kompozitai naudoja termoreaktyvią dervą kaip matricą, kuri tvirtai laiko struktūrinį pluoštą. Įprasta termoreaktyvi derva apima:

• Poliesterio derva
• Vinilo esterio derva
• Epoksidinė
• fenolio
• Uretanas
• Šiandien dažniausiai naudojama termoreaktyvi derva yra a poliesterio derva , po kurio seka vinilo esteris ir epoksidinė derva. Termoreaktingos dervos yra populiarios, nes nesukietėjusios ir at kambario temperatūra , jie yra skystos būsenos, todėl galima patogiai impregnuoti armuojančius pluoštus, pvz stiklo pluošto , anglies pluoštas arba kevlaras.

Termoreaktyviųjų dervų privalumai

Su kambario temperatūros skysta derva yra gana paprasta dirbti, nors jai reikalinga tinkama ventiliacija gaminant lauke. Laminavimo (uždarų formų gamyboje) metu skystą dervą galima greitai suformuoti naudojant vakuuminį arba teigiamo slėgio siurblį, kad būtų galima gaminti masiškai. Termoreaktyvios dervos ne tik lengvai gaminamos, bet ir siūlo daug pinigų, todėl dažnai gaminami aukščiausios kokybės produktai mažomis žaliavų sąnaudomis.

Naudingos termoreaktingų dervų savybės:

• Puikus atsparumas tirpikliams ir korozinėms medžiagoms
• Atsparumas karščiui ir aukštai temperatūrai
• Didelis nuovargio stiprumas
• Pritaikytas elastingumas
• Puikus sukibimas
• Puikios poliravimo ir dažymo apdailos savybės

Termoreaktyvių dervų trūkumai

Termoreaktyvioji derva, katalizuota, negali būti pakeista arba iš naujo suformuota, o tai reiškia, kad susidarius termoreaktyviam kompozitui, jo formos pakeisti negalima. Dėl šios priežasties termoreaktingų kompozitų perdirbimas yra labai sunkus. Pati termoreaktyvi derva nėra perdirbama, tačiau kelios naujesnės įmonės sėkmingai pašalino dervas iš kompozitų per anaerobinį procesą, žinomą kaip pirolizė, ir bent jau gali susigrąžinti armuojantį pluoštą.