Composietmaterialen worden allemaal gecombineerd met versterkende vezels en een kunststof. De rol van hars in composietmaterialen is cruciaal. De keuze van de hars bepaalt een reeks karakteristieke procesparameters, enkele mechanische eigenschappen en functionaliteit (thermische eigenschappen, ontvlambaarheid, omgevingsbestendigheid, enz.). Harseigenschappen zijn ook een belangrijke factor bij het begrijpen van de mechanische eigenschappen van composietmaterialen. Wanneer de hars is geselecteerd, wordt automatisch het bereik bepaald dat het bereik van processen en eigenschappen van de composiet bepaalt. Thermohardende hars is een veelgebruikt harstype voor harsmatrixcomposieten vanwege de goede verwerkbaarheid. Thermohardende harsen zijn bij kamertemperatuur bijna uitsluitend vloeibaar of halfvast en lijken conceptueel meer op de monomeren waaruit de thermoplastische hars bestaat dan op de thermoplastische hars in de uiteindelijke toestand. Voordat thermohardende harsen worden uitgehard, kunnen ze in verschillende vormen worden verwerkt, maar eenmaal uitgehard met behulp van uithardingsmiddelen, initiatoren of warmte, kunnen ze niet meer worden gevormd omdat er tijdens het uitharden chemische bindingen worden gevormd, waardoor kleine moleculen worden omgezet in driedimensionale, vernette, stijve polymeren met een hoger molecuulgewicht.
Er zijn veel soorten thermohardende harsen, veelgebruikte zijn fenolharsen,epoxyharsen, bis-paardharsen, vinylharsen, fenolharsen, enz.
(1) Fenolhars is een vroege thermohardende hars met goede hechting, goede hittebestendigheid en diëlektrische eigenschappen na uitharding. De uitstekende eigenschappen zijn uitstekende vlamvertragende eigenschappen, lage warmteafgifte, lage rookdichtheid en verbranding. Het vrijkomende gas is minder giftig. De verwerkbaarheid is goed en de composietcomponenten kunnen worden vervaardigd door middel van giet-, wikkel-, hand-lay-up-, spuit- en pultrusieprocessen. Een groot aantal composietmaterialen op basis van fenolhars wordt gebruikt in de interieurdecoratiematerialen van burgerluchtvaartuigen.
(2)EpoxyharsEen vroege harsmatrix die gebruikt werd in vliegtuigconstructies. Het wordt gekenmerkt door een grote verscheidenheid aan materialen. Verschillende uithardingsmiddelen en versnellers kunnen een uithardingstemperatuurbereik van kamertemperatuur tot 180 °C bereiken; het heeft betere mechanische eigenschappen; een goede vezelmatching; hitte- en vochtbestendigheid; uitstekende taaiheid; uitstekende verwerkbaarheid (goede dekking, gematigde harsviscositeit, goede vloeibaarheid, drukbandbreedte, enz.); geschikt voor het gelijktijdig uitharden van grote componenten; goedkoop. Het goede gietproces en de uitstekende taaiheid van epoxyhars maken het een belangrijke plaats in de harsmatrix van geavanceerde composietmaterialen.
(3)Vinylharswordt erkend als een van de uitstekende corrosiebestendige harsen. Het is bestand tegen de meeste zuren, logen, zoutoplossingen en sterke oplosmiddelen. Het wordt veel gebruikt in de papierindustrie, de chemische industrie, de elektronica, de petroleumindustrie, opslag en transport, milieubescherming, schepen en de autoverlichtingsindustrie. Het heeft de eigenschappen van onverzadigd polyester en epoxyhars, waardoor het zowel de uitstekende mechanische eigenschappen van epoxyhars als de goede procesprestaties van onverzadigd polyester heeft. Naast een uitstekende corrosiebestendigheid heeft dit type hars ook een goede hittebestendigheid. Het omvat standaardtype, hogetemperatuurtype, vlamvertragend type, slagvast type en andere variëteiten. De toepassing van vinylhars in vezelversterkte kunststof (GVK) is voornamelijk gebaseerd op hand lay-up, met name in anticorrosietoepassingen. Met de ontwikkeling van SMC is de toepassing ervan in dit opzicht ook behoorlijk merkbaar.
(4) Gemodificeerde bismaleïmidehars (ook wel bismaleïmidehars genoemd) is ontwikkeld om te voldoen aan de eisen van nieuwe straaljagers voor composietharsmatrixen. Deze eisen omvatten: grote componenten en complexe profielen bij 130 °C, productie van componenten, enz. Vergeleken met epoxyhars wordt Shuangma-hars voornamelijk gekenmerkt door een superieure vochtigheids- en hittebestendigheid en hoge bedrijfstemperaturen; het nadeel is dat de verwerkbaarheid minder goed is dan die van epoxyhars, en de uithardingstemperatuur hoog is (uitharding boven 185 °C) en een temperatuur van 200 °C vereist. Of gedurende lange tijd bij een temperatuur boven 200 °C.
(5)Cyanide (qing diacoustic) esterhars heeft een lage diëlektrische constante (2,8~3,2) en een extreem kleine diëlektrische verliestangens (0,002~0,008), een hoge glasovergangstemperatuur (240~290℃), lage krimp, lage vochtabsorptie, uitstekende mechanische eigenschappen en hechtingseigenschappen, enz., en het heeft een vergelijkbare verwerkingstechnologie als epoxyhars.
Momenteel worden cyanaatharsen hoofdzakelijk voor drie doeleinden gebruikt: als printplaten voor snelle, digitale en hoogfrequente toepassingen, als hoogwaardige golfdoorlatende structuurmaterialen en als hoogwaardige structurele composietmaterialen voor de lucht- en ruimtevaart.
Simpel gezegd, de prestaties van epoxyhars hangen niet alleen af van de syntheseomstandigheden, maar ook voornamelijk van de moleculaire structuur. De glycidylgroep in epoxyhars is een flexibel segment dat de viscositeit van de hars kan verlagen en de procesprestaties kan verbeteren, maar tegelijkertijd de hittebestendigheid van de uitgeharde hars kan verminderen. De belangrijkste benaderingen om de thermische en mechanische eigenschappen van uitgeharde epoxyharsen te verbeteren zijn een laag molecuulgewicht en multifunctionalisatie om de crosslinkdichtheid te verhogen en stijve structuren te introduceren. De introductie van een stijve structuur leidt uiteraard tot een afname van de oplosbaarheid en een toename van de viscositeit, wat leidt tot een afname van de procesprestaties van epoxyhars. Het verbeteren van de temperatuurbestendigheid van een epoxyharssysteem is een zeer belangrijk aspect. Vanuit het oogpunt van hars en verharder geldt: hoe meer functionele groepen, hoe hoger de crosslinkdichtheid. Hoe hoger de Tg. Specifieke bewerking: Gebruik multifunctionele epoxyhars of verharder, gebruik epoxyhars met een hoge zuiverheid. De meest gebruikte methode is het toevoegen van een bepaalde hoeveelheid o-methylacetaldehyde-epoxyhars aan het uithardingssysteem. Dit heeft een goed effect en is goedkoop. Hoe hoger het gemiddelde molecuulgewicht, hoe smaller de molecuulgewichtsverdeling en hoe hoger de Tg. Specifieke bewerking: Gebruik een multifunctionele epoxyhars of verharder, of andere methoden met een relatief uniforme molecuulgewichtsverdeling.
Als hoogwaardige harsmatrix, gebruikt als composietmatrix, moeten de verschillende eigenschappen, zoals verwerkbaarheid, thermofysische eigenschappen en mechanische eigenschappen, voldoen aan de eisen van praktische toepassingen. De maakbaarheid van de harsmatrix omvat oplosbaarheid in oplosmiddelen, smeltviscositeit (vloeibaarheid) en viscositeitsveranderingen, en geltijdveranderingen met temperatuur (procesvenster). De samenstelling van de harsformulering en de keuze van de reactietemperatuur bepalen de chemische reactiekinetiek (uithardingssnelheid), chemische reologische eigenschappen (viscositeit-temperatuur versus tijd) en chemische reactiethermodynamica (exotherm). Verschillende processen stellen verschillende eisen aan de harsviscositeit. Over het algemeen is de harsviscositeit voor het wikkelproces ongeveer 500 cPs; voor het pultrusieproces is de harsviscositeit ongeveer 800~1200 cPs; voor het vacuümintroductieproces is de harsviscositeit over het algemeen ongeveer 300 cPs, en het RTM-proces kan hoger zijn, maar zal over het algemeen niet hoger zijn dan 800 cPs; Voor het prepregproces moet de viscositeit relatief hoog zijn, doorgaans rond de 30.000 tot 50.000 cPs. Deze viscositeitsvereisten hangen uiteraard samen met de eigenschappen van het proces, de apparatuur en de materialen zelf, en zijn niet statisch. Over het algemeen geldt dat naarmate de temperatuur stijgt, de viscositeit van de hars afneemt in het lagere temperatuurbereik; echter, naarmate de temperatuur stijgt, verloopt de uithardingsreactie van de hars ook kinetisch. De reactiesnelheid verdubbelt bij elke 10 °C toename, en deze benadering is nog steeds nuttig om te schatten wanneer de viscositeit van een reactief harssysteem stijgt tot een bepaald kritisch viscositeitspunt. Het duurt bijvoorbeeld 50 minuten voor een harssysteem met een viscositeit van 200 cPs bij 100 ℃ om de viscositeit te verhogen tot 1000 cPs, waarna de tijd die nodig is voor hetzelfde harssysteem om de initiële viscositeit te verhogen van minder dan 200 cPs naar 1000 cPs bij 110 ℃ ongeveer 25 minuten bedraagt. Bij de selectie van procesparameters moet volledig rekening worden gehouden met de viscositeit en geltijd. Bij het vacuümintroductieproces is het bijvoorbeeld noodzakelijk om ervoor te zorgen dat de viscositeit bij de bedrijfstemperatuur binnen het vereiste viscositeitsbereik van het proces ligt, en de potlife van de hars bij deze temperatuur moet lang genoeg zijn om ervoor te zorgen dat de hars kan worden geïmporteerd. Kortom, bij de selectie van het harstype in het injectieproces moet rekening worden gehouden met het gelpunt, de vultijd en de temperatuur van het materiaal. Andere processen hebben een vergelijkbare situatie.
Tijdens het gietproces bepalen de grootte en vorm van het onderdeel (de matrijs), het type wapening en de procesparameters de warmteoverdrachtssnelheid en het massaoverdrachtsproces. Hars hardt uit met exotherme warmte, die ontstaat door de vorming van chemische bindingen. Hoe meer chemische bindingen er per volume-eenheid per tijdseenheid worden gevormd, hoe meer energie er vrijkomt. De warmteoverdrachtscoëfficiënten van harsen en hun polymeren zijn over het algemeen vrij laag. De warmteafvoer tijdens polymerisatie kan de warmteontwikkeling niet evenaren. Deze toenemende hoeveelheden warmte zorgen ervoor dat chemische reacties sneller verlopen, wat resulteert in meer... Deze zelfversnellende reactie zal uiteindelijk leiden tot spanningsbreuk of degradatie van het onderdeel. Dit is prominenter bij de productie van composietonderdelen met een grote dikte, en het is met name belangrijk om het uithardingsproces te optimaliseren. Het probleem van lokale "temperatuuroverschrijding" veroorzaakt door de hoge exotherme snelheid van prepreg-uitharding, en het toestandsverschil (zoals temperatuurverschil) tussen het globale procesvenster en het lokale procesvenster, zijn allemaal te wijten aan de manier waarop het uithardingsproces wordt aangestuurd. De "temperatuuruniformiteit" in het onderdeel (met name in de dikterichting van het onderdeel) om "temperatuuruniformiteit" te bereiken, hangt af van de opstelling (of toepassing) van bepaalde "eenheidstechnologieën" in het "productiesysteem". Bij dunne onderdelen zal een grote hoeveelheid warmte aan de omgeving worden afgegeven, waardoor de temperatuur geleidelijk stijgt en het onderdeel soms niet volledig uithardt. Op dit moment moet er hulpwarmte worden toegepast om de vernettingsreactie te voltooien, dat wil zeggen, continu verwarmen.
De technologie voor het vormen van composietmaterialen zonder autoclaaf is relatief ten opzichte van de traditionele autoclaaftechnologie. In grote lijnen kan elke methode voor het vormen van composietmaterialen die geen autoclaafapparatuur gebruikt, worden beschouwd als niet-autoclaaftechnologie. Tot nu toe omvat de toepassing van niet-autoclaaftechnologie in de lucht- en ruimtevaart voornamelijk de volgende richtingen: niet-autoclaaf prepregtechnologie, vloeistofvormingstechnologie, prepreg-compressievormingstechnologie, microgolfuithardingstechnologie, elektronenbundeluithardingstechnologie en vloeistofvormingstechnologie met gebalanceerde druk. Van deze technologieën staat de OoA (Outof Autoclave) prepregtechnologie dichter bij het traditionele autoclaafvormingsproces en kent een breed scala aan handmatige en automatische legprocessen, waardoor het wordt beschouwd als een non-woven stof die waarschijnlijk op grote schaal zal worden gerealiseerd. Autoclaaftechnologie. Een belangrijke reden om een autoclaaf te gebruiken voor hoogwaardige composietonderdelen is om voldoende druk op de prepreg te creëren, hoger dan de dampspanning van elk gas tijdens het uitharden, om poriënvorming te voorkomen. Dit is de belangrijkste uitdaging die de technologie moet overwinnen. Of de porositeit van het onderdeel onder vacuümdruk kan worden geregeld en of de prestaties de prestaties van autoclaafgehard laminaat kunnen evenaren, is een belangrijk criterium voor de beoordeling van de kwaliteit van OoA-prepreg en het bijbehorende gietproces.
De ontwikkeling van OoA-prepregtechnologie vond aanvankelijk zijn oorsprong in de ontwikkeling van hars. Er zijn drie hoofdpunten bij de ontwikkeling van harsen voor OoA-prepregs: ten eerste om de porositeit van de gegoten onderdelen te beheersen, zoals het gebruik van additie-uithardende harsen om vluchtige stoffen in de uithardingsreactie te verminderen; ten tweede om de prestaties van de uitgeharde harsen te verbeteren om de harseigenschappen te bereiken die door het autoclaafproces zijn gevormd, inclusief thermische en mechanische eigenschappen; ten derde om ervoor te zorgen dat de prepreg goed verwerkbaar is, zoals ervoor zorgen dat de hars kan vloeien onder een drukgradiënt van atmosferische druk, ervoor zorgen dat het een lange viscositeitsduur heeft en voldoende tijd heeft bij kamertemperatuur, enz. Grondstoffabrikanten voeren materiaalonderzoek en -ontwikkeling uit volgens specifieke ontwerpvereisten en procesmethoden. De belangrijkste richtingen zouden moeten zijn: het verbeteren van de mechanische eigenschappen, het verlengen van de uithardingstijd, het verlagen van de uithardingstemperatuur en het verbeteren van de vocht- en hittebestendigheid. Sommige van deze prestatieverbeteringen zijn tegenstrijdig, zoals hoge taaiheid en uitharding bij lage temperaturen. U moet een evenwicht vinden en dit grondig overwegen!
Naast de ontwikkeling van hars bevordert de productiemethode van prepreg ook de toepassingsontwikkeling van OoA-prepreg. De studie toonde het belang aan van vacuümkanalen in prepreg voor de productie van laminaten met nul porositeit. Vervolgstudies hebben aangetoond dat semi-geïmpregneerde prepregs de gasdoorlaatbaarheid effectief kunnen verbeteren. OoA-prepregs zijn semi-geïmpregneerd met hars en droge vezels worden gebruikt als kanalen voor uitlaatgassen. De gassen en vluchtige stoffen die betrokken zijn bij de uitharding van het onderdeel kunnen via kanalen worden afgevoerd, zodat de porositeit van het eindproduct <1% bedraagt.
Het vacuümverpakkingsproces behoort tot het non-autoclaafvormingsproces (OoA). Kort gezegd is het een gietproces waarbij het product tussen de mal en de vacuümzak wordt afgedicht en het product onder druk wordt gezet door vacuümvorming, waardoor het product compacter wordt en betere mechanische eigenschappen krijgt. Het belangrijkste productieproces is
Eerst wordt een losmiddel of losdoek aangebracht op de lay-upmal (of glasplaat). De prepreg wordt geïnspecteerd volgens de normen van de gebruikte prepreg, met name de oppervlaktedichtheid, het harsgehalte, vluchtige bestanddelen en andere informatie over de prepreg. Snijd de prepreg op maat. Let bij het snijden op de richting van de vezels. Over het algemeen moet de richtingafwijking van de vezels minder dan 1° bedragen. Nummer elke stanseenheid en noteer het prepregnummer. Bij het leggen van lagen moeten de lagen strikt worden gelegd in overeenstemming met de lay-upvolgorde die op het lay-upregistratieblad staat. De PE-folie of het lospapier moet in de richting van de vezels worden verbonden en luchtbellen moeten in de richting van de vezels worden weggejaagd. De schraper verspreidt de prepreg en schraapt deze zoveel mogelijk weg om de lucht tussen de lagen te verwijderen. Bij het leggen is het soms nodig om prepregs te lassen, die in de vezelrichting moeten worden gelast. Tijdens het lassen moet overlapping en zo min mogelijk overlapping worden bereikt en moeten de lasnaden van elke laag verspringend zijn. Over het algemeen is de lasspleet van unidirectioneel prepreg als volgt: 1 mm; het gevlochten prepreg mag alleen overlappen, niet splitsen, en de overlapbreedte is 10~15 mm. Let vervolgens op de vacuümvoorverdichting en de dikte van de voorpomping varieert afhankelijk van verschillende vereisten. Het doel is om de in de layup opgesloten lucht en de vluchtige stoffen in de prepreg af te voeren om de interne kwaliteit van het component te waarborgen. Vervolgens worden hulpmaterialen aangebracht en vacuüm verpakt. Zakken afdichten en uitharden: De laatste vereiste is dat er geen lucht kan lekken. Opmerking: De plaats waar vaak lucht lekt, is de kitnaad.
Wij produceren ookglasvezel direct roving,glasvezelmatten, glasvezelgaas, Englasvezel geweven roving.
Neem contact met ons op:
Telefoonnummer: +8615823184699
Telefoonnummer: +8602367853804
Email:marketing@frp-cqdj.com
Geplaatst op: 23 mei 2022
