Vật liệu composite đều được kết hợp với sợi gia cường và vật liệu nhựa. Vai trò của nhựa trong vật liệu composite là rất quan trọng. Việc lựa chọn nhựa quyết định một loạt các thông số quy trình đặc trưng, một số tính chất cơ học và chức năng (tính chất nhiệt, khả năng bắt lửa, khả năng chống chịu môi trường, v.v.), tính chất của nhựa cũng là một yếu tố quan trọng để hiểu các tính chất cơ học của vật liệu composite. Khi nhựa được chọn, cửa sổ xác định phạm vi quy trình và tính chất của vật liệu composite sẽ tự động được xác định. Nhựa nhiệt rắn là loại nhựa thường được sử dụng cho vật liệu composite nền nhựa do khả năng sản xuất tốt của nó. Nhựa nhiệt rắn hầu như chỉ ở dạng lỏng hoặc bán rắn ở nhiệt độ phòng, và về mặt khái niệm, chúng giống các monome tạo nên nhựa nhiệt dẻo hơn là nhựa nhiệt dẻo ở trạng thái cuối cùng. Trước khi nhựa nhiệt rắn được đóng rắn, chúng có thể được xử lý thành nhiều hình dạng khác nhau, nhưng sau khi được đóng rắn bằng chất đóng rắn, chất khơi mào hoặc nhiệt, chúng không thể được định hình lại vì các liên kết hóa học được hình thành trong quá trình đóng rắn, tạo ra các phân tử nhỏ được chuyển đổi thành các polyme cứng liên kết ngang ba chiều có trọng lượng phân tử cao hơn.
Có nhiều loại nhựa nhiệt rắn, thường được sử dụng là nhựa phenolic,nhựa epoxy, nhựa bis-horse, nhựa vinyl, nhựa phenolic, v.v.
(1) Nhựa phenolic là loại nhựa nhiệt rắn sớm, có độ bám dính tốt, khả năng chịu nhiệt và tính chất điện môi tốt sau khi đóng rắn, với những đặc tính nổi bật như khả năng chống cháy tuyệt vời, tỷ lệ tỏa nhiệt thấp, mật độ khói thấp và khả năng cháy tốt. Khí thải ra ít độc hại. Khả năng gia công tốt, các thành phần vật liệu composite có thể được chế tạo bằng phương pháp đúc, cuộn, xếp thủ công, phun và kéo đùn. Một lượng lớn vật liệu composite gốc nhựa phenolic được sử dụng trong vật liệu trang trí nội thất máy bay dân dụng.
(2)Nhựa epoxylà một loại ma trận nhựa ban đầu được sử dụng trong kết cấu máy bay. Nó được đặc trưng bởi sự đa dạng về vật liệu. Các chất đóng rắn và chất tăng tốc khác nhau có thể đạt được phạm vi nhiệt độ đóng rắn từ nhiệt độ phòng đến 180℃; nó có các tính chất cơ học cao hơn; loại sợi tương thích tốt; khả năng chịu nhiệt và độ ẩm; độ dẻo dai tuyệt vời; khả năng sản xuất tuyệt vời (độ phủ tốt, độ nhớt nhựa vừa phải, độ lưu động tốt, băng thông áp suất, v.v.); thích hợp cho đúc đồng đóng rắn toàn bộ các chi tiết lớn; giá thành rẻ. Quy trình đúc tốt và độ dẻo dai vượt trội của nhựa epoxy khiến nó chiếm một vị trí quan trọng trong ma trận nhựa của vật liệu composite tiên tiến.
(3)Nhựa vinylđược công nhận là một trong những loại nhựa chống ăn mòn tuyệt vời. Nó có thể chịu được hầu hết các loại axit, kiềm, dung dịch muối và môi trường dung môi mạnh. Nó được sử dụng rộng rãi trong sản xuất giấy, công nghiệp hóa chất, điện tử, dầu mỏ, lưu trữ và vận chuyển, bảo vệ môi trường, tàu biển, ngành công nghiệp chiếu sáng ô tô. Nó có các đặc tính của polyester không bão hòa và nhựa epoxy, do đó nó có cả các tính chất cơ học tuyệt vời của nhựa epoxy và hiệu suất quy trình tốt của polyester không bão hòa. Ngoài khả năng chống ăn mòn vượt trội, loại nhựa này còn có khả năng chịu nhiệt tốt. Nó bao gồm loại tiêu chuẩn, loại chịu nhiệt độ cao, loại chống cháy, loại chống va đập và các loại khác. Ứng dụng của nhựa vinyl trong nhựa gia cường sợi (FRP) chủ yếu dựa trên phương pháp xếp thủ công, đặc biệt là trong các ứng dụng chống ăn mòn. Với sự phát triển của SMC, ứng dụng của nó về mặt này cũng khá đáng chú ý.
(4) Nhựa bismaleimide biến tính (gọi tắt là nhựa bismaleimide) được phát triển để đáp ứng các yêu cầu về nền nhựa composite cho máy bay chiến đấu mới. Các yêu cầu này bao gồm: chế tạo linh kiện lớn và phức tạp ở nhiệt độ 130℃, v.v. So với nhựa epoxy, nhựa Shuangma chủ yếu có đặc điểm là khả năng chịu ẩm, chịu nhiệt và nhiệt độ vận hành cao; nhược điểm là khả năng sản xuất không tốt bằng nhựa epoxy, nhiệt độ đóng rắn cao (trên 185℃), yêu cầu nhiệt độ 200℃. Hoặc có thể duy trì nhiệt độ trên 200℃ trong thời gian dài.
(5) Nhựa este xyanua (qing diacoustic) có hằng số điện môi thấp (2,8~3,2) và tiếp tuyến tổn thất điện môi cực nhỏ (0,002~0,008), nhiệt độ chuyển thủy tinh cao (240~290℃), độ co ngót thấp, khả năng hấp thụ độ ẩm thấp, tính chất cơ học và tính chất liên kết tuyệt vời, v.v. và có công nghệ xử lý tương tự như nhựa epoxy.
Hiện nay, nhựa xyanat chủ yếu được sử dụng trong ba phương diện: bảng mạch in cho vật liệu cấu trúc truyền sóng hiệu suất cao, tần số cao và kỹ thuật số tốc độ cao và vật liệu composite cấu trúc hiệu suất cao cho hàng không vũ trụ.
Nói một cách đơn giản, hiệu suất của nhựa epoxy không chỉ liên quan đến điều kiện tổng hợp mà còn phụ thuộc chủ yếu vào cấu trúc phân tử. Nhóm glycidyl trong nhựa epoxy là một phân tử linh hoạt, có thể làm giảm độ nhớt của nhựa và cải thiện hiệu suất quy trình, nhưng đồng thời làm giảm khả năng chịu nhiệt của nhựa sau khi đóng rắn. Các phương pháp chính để cải thiện các tính chất nhiệt và cơ học của nhựa epoxy sau khi đóng rắn là trọng lượng phân tử thấp và đa chức năng hóa để tăng mật độ liên kết ngang và tạo ra các cấu trúc cứng. Tất nhiên, việc tạo ra cấu trúc cứng sẽ dẫn đến giảm độ hòa tan và tăng độ nhớt, dẫn đến giảm hiệu suất quy trình của nhựa epoxy. Làm thế nào để cải thiện khả năng chịu nhiệt của hệ thống nhựa epoxy là một khía cạnh rất quan trọng. Từ góc độ nhựa và chất đóng rắn, càng nhiều nhóm chức năng, mật độ liên kết ngang càng lớn. Tg càng cao. Thao tác cụ thể: Sử dụng nhựa epoxy hoặc chất đóng rắn đa chức năng, sử dụng nhựa epoxy có độ tinh khiết cao. Phương pháp thường được sử dụng là thêm một tỷ lệ nhất định nhựa epoxy o-methyl acetaldehyde vào hệ thống đóng rắn, có hiệu quả tốt và chi phí thấp. Trọng lượng phân tử trung bình càng lớn thì phân bố trọng lượng phân tử càng hẹp và Tg càng cao. Thao tác cụ thể: Sử dụng nhựa epoxy đa chức năng hoặc chất đóng rắn hoặc các phương pháp khác có phân bố trọng lượng phân tử tương đối đồng đều.
Là một ma trận nhựa hiệu suất cao được sử dụng làm ma trận composite, các đặc tính khác nhau của nó, chẳng hạn như khả năng gia công, đặc tính nhiệt vật lý và đặc tính cơ học, phải đáp ứng được nhu cầu của các ứng dụng thực tế. Khả năng sản xuất ma trận nhựa bao gồm độ hòa tan trong dung môi, độ nhớt nóng chảy (độ lưu động) và những thay đổi về độ nhớt, và thời gian gel thay đổi theo nhiệt độ (cửa sổ quy trình). Thành phần của công thức nhựa và lựa chọn nhiệt độ phản ứng quyết định động học phản ứng hóa học (tốc độ đóng rắn), đặc tính lưu biến hóa học (độ nhớt-nhiệt độ so với thời gian) và nhiệt động lực học phản ứng hóa học (tỏa nhiệt). Các quy trình khác nhau có các yêu cầu khác nhau về độ nhớt của nhựa. Nói chung, đối với quy trình cuộn, độ nhớt của nhựa thường vào khoảng 500cPs; đối với quy trình kéo đùn, độ nhớt của nhựa vào khoảng 800~1200cPs; đối với quy trình đưa chân không, độ nhớt của nhựa thường vào khoảng 300cPs và quy trình RTM có thể cao hơn, nhưng nhìn chung, nó sẽ không vượt quá 800cPs; Đối với quy trình prepreg, độ nhớt cần phải tương đối cao, thường vào khoảng 30000~50000cPs. Tất nhiên, các yêu cầu về độ nhớt này liên quan đến các đặc tính của quy trình, thiết bị và vật liệu, và không tĩnh tại. Nhìn chung, khi nhiệt độ tăng, độ nhớt của nhựa giảm trong phạm vi nhiệt độ thấp hơn; tuy nhiên, khi nhiệt độ tăng, phản ứng đóng rắn của nhựa cũng diễn ra, xét về mặt động học, nhiệt độ Tốc độ phản ứng tăng gấp đôi sau mỗi lần tăng 10℃ và phép tính gần đúng này vẫn hữu ích để ước tính thời điểm độ nhớt của hệ nhựa phản ứng tăng đến một điểm độ nhớt tới hạn nhất định. Ví dụ, phải mất 50 phút để một hệ nhựa có độ nhớt 200cPs ở 100℃ tăng độ nhớt lên 1000cPs, thì thời gian cần thiết để cùng một hệ nhựa tăng độ nhớt ban đầu từ dưới 200cPs lên 1000cPs ở 110℃ là khoảng 25 phút. Việc lựa chọn các thông số quy trình cần cân nhắc đầy đủ đến độ nhớt và thời gian đông đặc. Ví dụ, trong quy trình đưa nhựa vào chân không, cần đảm bảo độ nhớt ở nhiệt độ vận hành nằm trong phạm vi độ nhớt yêu cầu của quy trình, và thời gian sống của nhựa ở nhiệt độ này phải đủ dài để đảm bảo nhựa có thể được nhập khẩu. Tóm lại, việc lựa chọn loại nhựa trong quy trình phun cần cân nhắc đến điểm đông đặc, thời gian làm đầy và nhiệt độ của vật liệu. Các quy trình khác cũng có tình huống tương tự.
Trong quá trình đúc, kích thước và hình dạng của chi tiết (khuôn), loại cốt thép và các thông số quy trình quyết định tốc độ truyền nhiệt và quá trình truyền khối của quy trình. Nhựa đóng rắn tỏa nhiệt, được tạo ra bởi sự hình thành các liên kết hóa học. Càng nhiều liên kết hóa học được hình thành trên một đơn vị thể tích trên một đơn vị thời gian, thì càng nhiều năng lượng được giải phóng. Hệ số truyền nhiệt của nhựa và polyme của chúng thường khá thấp. Tốc độ loại bỏ nhiệt trong quá trình trùng hợp không thể bằng tốc độ sinh nhiệt. Lượng nhiệt gia tăng này khiến các phản ứng hóa học diễn ra với tốc độ nhanh hơn, dẫn đến nhiều hơn. Phản ứng tự tăng tốc này cuối cùng sẽ dẫn đến hỏng hóc ứng suất hoặc suy thoái của chi tiết. Điều này nổi bật hơn trong quá trình sản xuất các chi tiết composite có độ dày lớn và việc tối ưu hóa đường dẫn quy trình đóng rắn là đặc biệt quan trọng. Vấn đề "vượt nhiệt độ cục bộ" do tốc độ tỏa nhiệt cao của quá trình đóng rắn prepreg và sự khác biệt về trạng thái (chẳng hạn như chênh lệch nhiệt độ) giữa cửa sổ quy trình toàn cục và cửa sổ quy trình cục bộ đều là do cách kiểm soát quá trình đóng rắn. "Độ đồng đều nhiệt độ" trong chi tiết (đặc biệt là theo chiều dày chi tiết), để đạt được "độ đồng đều nhiệt độ" phụ thuộc vào việc sắp xếp (hoặc áp dụng) một số "công nghệ đơn vị" trong "hệ thống sản xuất". Đối với chi tiết mỏng, do một lượng nhiệt lớn sẽ bị tản ra môi trường, nhiệt độ tăng nhẹ, và đôi khi chi tiết sẽ không được lưu hóa hoàn toàn. Lúc này, cần phải sử dụng nhiệt phụ để hoàn thành phản ứng liên kết ngang, tức là gia nhiệt liên tục.
Công nghệ tạo hình vật liệu composite không dùng nồi hấp có liên quan đến công nghệ tạo hình nồi hấp truyền thống. Nói chung, bất kỳ phương pháp tạo hình vật liệu composite nào không sử dụng thiết bị nồi hấp đều có thể được gọi là công nghệ tạo hình không dùng nồi hấp. Cho đến nay, ứng dụng của công nghệ đúc không dùng nồi hấp trong lĩnh vực hàng không vũ trụ chủ yếu bao gồm các hướng sau: công nghệ prepreg không dùng nồi hấp, công nghệ đúc lỏng, công nghệ đúc nén prepreg, công nghệ lưu hóa bằng vi sóng, công nghệ lưu hóa bằng chùm tia điện tử, công nghệ tạo hình chất lỏng áp suất cân bằng. Trong số các công nghệ này, công nghệ prepreg OoA (Outof Autoclave) gần với quy trình tạo hình nồi hấp truyền thống hơn và có nhiều nền tảng quy trình đặt thủ công và đặt tự động, vì vậy nó được coi là loại vải không dệt có khả năng được hiện thực hóa trên quy mô lớn. Công nghệ tạo hình nồi hấp. Một lý do quan trọng để sử dụng nồi hấp cho các bộ phận composite hiệu suất cao là cung cấp đủ áp suất cho prepreg, lớn hơn áp suất hơi của bất kỳ loại khí nào trong quá trình lưu hóa, để ức chế sự hình thành lỗ rỗng và đây là OoA prepreg Khó khăn chính mà công nghệ này cần phải vượt qua. Độ xốp của chi tiết có thể được kiểm soát dưới áp suất chân không và hiệu suất của nó có thể đạt đến hiệu suất của vật liệu ép đùn bằng lò hấp hay không là một tiêu chí quan trọng để đánh giá chất lượng của vật liệu OoA prepreg và quy trình đúc của nó.
Sự phát triển của công nghệ prepreg OoA trước tiên bắt nguồn từ sự phát triển của nhựa. Có ba điểm chính trong quá trình phát triển nhựa cho prepreg OoA: một là kiểm soát độ xốp của các bộ phận đúc, chẳng hạn như sử dụng nhựa đóng rắn bằng phản ứng bổ sung để giảm các chất dễ bay hơi trong phản ứng đóng rắn; thứ hai là cải thiện hiệu suất của nhựa đã đóng rắn Để đạt được các đặc tính nhựa được hình thành bởi quá trình hấp tiệt trùng, bao gồm các đặc tính nhiệt và đặc tính cơ học; thứ ba là đảm bảo rằng prepreg có khả năng sản xuất tốt, chẳng hạn như đảm bảo rằng nhựa có thể chảy dưới một gradien áp suất của áp suất khí quyển, đảm bảo rằng nó có tuổi thọ độ nhớt dài và đủ thời gian bên ngoài nhiệt độ phòng, v.v. Các nhà sản xuất nguyên liệu thô tiến hành nghiên cứu và phát triển vật liệu theo các yêu cầu thiết kế và phương pháp quy trình cụ thể. Các hướng chính nên bao gồm: cải thiện các đặc tính cơ học, tăng thời gian bên ngoài, giảm nhiệt độ đóng rắn và cải thiện khả năng chống ẩm và nhiệt. Một số cải tiến hiệu suất này là xung đột, chẳng hạn như độ dẻo dai cao và đóng rắn ở nhiệt độ thấp. Bạn cần tìm điểm cân bằng và xem xét nó một cách toàn diện!
Bên cạnh việc phát triển nhựa, phương pháp sản xuất prepreg cũng thúc đẩy sự phát triển ứng dụng của prepreg OoA. Nghiên cứu đã phát hiện ra tầm quan trọng của các kênh chân không prepreg trong việc tạo ra các tấm ép không có độ xốp. Các nghiên cứu tiếp theo đã chỉ ra rằng prepreg bán tẩm có thể cải thiện hiệu quả khả năng thấm khí. Prepreg OoA được bán tẩm nhựa, và sợi khô được sử dụng làm kênh dẫn khí thải. Các khí và chất dễ bay hơi liên quan đến quá trình đóng rắn chi tiết có thể được thải ra qua các kênh sao cho độ xốp của chi tiết cuối cùng <1%.
Quy trình đóng gói chân không thuộc về quy trình tạo hình không hấp tiệt trùng (OoA). Nói tóm lại, đây là quy trình đúc sản phẩm bằng cách bịt kín sản phẩm giữa khuôn và túi chân không, đồng thời tạo áp suất chân không để sản phẩm trở nên nhỏ gọn hơn và có tính chất cơ học tốt hơn. Quy trình sản xuất chính là
Đầu tiên, một chất tách khuôn hoặc vải tách khuôn được bôi lên khuôn (hoặc tấm kính). Prepreg được kiểm tra theo tiêu chuẩn của prepreg được sử dụng, chủ yếu bao gồm mật độ bề mặt, hàm lượng nhựa, chất dễ bay hơi và các thông tin khác của prepreg. Cắt prepreg theo kích thước. Khi cắt, hãy chú ý đến hướng của các sợi. Nhìn chung, độ lệch hướng của các sợi được yêu cầu nhỏ hơn 1°. Đánh số từng đơn vị trống và ghi lại số prepreg. Khi xếp các lớp, các lớp phải được xếp theo đúng thứ tự xếp theo yêu cầu trên phiếu ghi chép xếp, và màng PE hoặc giấy tách khuôn phải được kết nối theo hướng của các sợi và các bọt khí phải được đuổi theo hướng của các sợi. Dụng cụ cạo trải prepreg ra và cạo ra càng nhiều càng tốt để loại bỏ không khí giữa các lớp. Khi xếp, đôi khi cần phải nối các prepreg, phải nối theo hướng của sợi. Trong quá trình ghép nối, cần đạt được độ chồng chéo và ít chồng chéo hơn, và các đường nối của mỗi lớp nên được so le. Nhìn chung, khoảng cách ghép nối của prepreg đơn hướng như sau. 1mm; prepreg bện chỉ được phép chồng lên nhau, không được nối và chiều rộng chồng lên nhau là 10 ~ 15mm. Tiếp theo, chú ý đến việc nén chân không trước và độ dày của bơm trước thay đổi tùy theo các yêu cầu khác nhau. Mục đích là để xả khí bị mắc kẹt trong lớp xếp chồng và các chất dễ bay hơi trong prepreg để đảm bảo chất lượng bên trong của linh kiện. Sau đó là việc đặt vật liệu phụ trợ và đóng bao chân không. Niêm phong và bảo dưỡng túi: Yêu cầu cuối cùng là không thể rò rỉ không khí. Lưu ý: Nơi thường xuyên rò rỉ không khí là mối nối keo trám.
Chúng tôi cũng sản xuấtsợi thủy tinh roving trực tiếp,thảm sợi thủy tinh, lưới sợi thủy tinh, Vàsợi thủy tinh dệt roving.
Liên hệ với chúng tôi:
Số điện thoại: +8615823184699
Số điện thoại: +8602367853804
Email:marketing@frp-cqdj.com
Thời gian đăng: 23-05-2022
