Composés Thermodurcissables - Fibres et Modifications

La Fibre de verre est le renforcement le plus très utilisé et le meilleur marché. Elle est disponible dans trois types principaux. L'E-Glace est la forme standard et est également connue en tant que qualité Électrique. Elle a le teneur très faible d'alcali et les bonnes propriétés électriques, mécaniques et chimiques. La C-Glace est une qualité résistante chimique et est employée souvent où la protection contre les environnements corrosifs est exigée. La S-Glace, également désignée sous le nom de la R-Glace, a les propriétés mécaniques améliorées et est principalement utilisée pour les applications aérospatiales.

Des fibres de verre Continues de filament le plus généralement sont produites par le procédé direct de fonte. Ici, la glace fondue est tirée par un grand nombre de coussinets exactement dimensionnés de platine. Le diamètre des trous de coussinet est de 1 à 2 millimètres mais le fonctionnement d'enroulement ramène le diamètre de la glace vers le bas au µm 10 à 15. Toutes Les fibres sont classées (surface traitée) quand elles sont produites. Ce calibrage est critique à la performance du composé car il dicte l'adhérence entre renforcer la fibre et la modification de polymère.

L'impulsion principale pour le développement des fibres de carbone est venue de l'industrie aérospatiale avec son besoin de matériau avec une combinaison de rigidité de haute résistance et et de grammage faible. Des fibres de Carbone sont produites par l'oxydation et la carbonisation réglées de la cellulose, de l'hauteur de son ou des matériaux polyacrylonitrile, connus sous le nom de précurseurs. L'utilisation des températures jusqu'à 2600°C produit une fibre de haute résistance. Le chauffage Ultérieur à 3000°C convertit la fibre de haute résistance en fibre élevée de module. Ce sont les deux types de base de fibres de carbone disponibles dans le commerce aujourd'hui.

Comme la glace, la fibre de carbone peut venir dans formes variées telles que le matériau tissé, le toron émincé et le filament continu. Cependant, à la différence d'autres fibres, le carbone a un coefficient légèrement négatif d'expansion thermique le long de l'axe de fibre. Ceci signifie que des composés avec un coefficient longitudinal d'expansion thermique de zéro peuvent être produits avec la fibre de carbone. Ils ont la limitation de la résistance de l'impact faible.

Les fibres d'Aramid appartiennent à une classe des matériaux connus sous le nom de polymères cristallins liquides. Elles ont une force supérieure au taux de grammage si comparées aux fibres de verre et fournissent également l'excellente résistance d'abrasion dans un composé. Elles sont les fibres du choix dans des gilets à l'épreuve des balles. Cependant elles sont pauvres en le compactage, offrant type 1/3 de leur performance de tension. Par Conséquent, l'utilisation des fibres d'aramid dans les applications qui sont sujettes à des charges compressives ou de flexion élevées de tension est limitée.

Dupont et Akzo fabriquent des fibres d'aramid sous les noms commerciaux Kevlar et Twaron respectivement. Kevlar 29 a environ la moitié du module et deux fois l'allongement de Kevlar 49. Cependant, le type ancien a la résistance de l'impact plus grande.

Des fibres de Bore, de carbure de silicium, d'alumine et de polyéthylène tous ont été utilisées avec une certaine réussite en plastiques de tissu-renforcé (FRP). Bien Qu'en grande partie erimé par des fibres de carbone, des fibres au bore sont encore utilisées dans certains composants aérospatiaux et marchandises sportives. Les fibres de carbure d'Alumine et de silicium sont utiles aux températures élevées (c.1000°C), attendu que les fibres de polyéthylène ont remonté des fibres d'aramid dans certaines applications.

Les tissus Hybrides, où un mélange des fibres ont été utilisés, sont tout à fait communs. Par exemple, la glace peut être tissée avec du carbone pour avoir comme conséquence un composant plus rentable, parce que la glace meilleur marché remonte le carbone plus cher, avec seulement une petite réduction des propriétés exigées. Des hybrides de Carbone et d'aramid sont utilisés où la force et la raideur des fibres de carbone sont exigées avec la résistance de l'impact des fibres d'aramid.

Des résines Thermodurcissables sont habituellement fournies en tant que sirops visqueux qui, une fois corrigé par l'action d'un catalyseur ou d'un durcisseur, les matériaux rigides étés de poids qui ne se ramolliront pas sur le chauffage. Selon la chimie, des résines thermodurcissables peuvent être traitées aux températures ambiantes ou élevées.

Le Polyester et les résines époxydes représentent approximativement 85% du marché, avec des époxydes commandant la majorité d'usage dans le type aérospatial applications de haute performance.

Les résines de Polyester offrent les avantages relativement du coût bas, facilité des propriétés mécaniques et électriques traitantes et bonnes ajoutées à la résistance chimique raisonnable. Elles peuvent être préparées pour donner un grand choix de différentes propriétés telles que la force mécanique accrue, la souplesse accrue et la résilience, la désagrégation et la résistance chimique améliorée et la résistance d'incendie améliorée. Le Rétrécissement sur corriger peut être aussi élevé que 8%, bien que renforçant des fibres tendent à réduire le ce et les résines réglées de rétrécissement sont disponibles. Les Qualités de la résine de polyester qui réduisent les émissions volatiles pendant le traitement, en particulier styrène, deviennent plus importantes.

Les utilisations principales des matériaux renforcés de polyester ont été dans des coques de bateau, des usines chimiques, des Commissions de établissement, la toiture et la fabrication des cabines de camion. Elles peuvent être formées par tous les procédés thermodurcissables conventionnels, y compris l'enroulement de filament et le pultrusion (figures l et 2). Des parties de Pultruded sont utilisées principalement dans les portiques, les passages couverts, les échelles et des mains courantes.

Des résines Époxydes, comme des polyester, peuvent être préparées pour donner un large éventail de propriétés. En comparaison avec des polyester, les époxydes ont généralement une meilleure résistance aux alcalis et aux solvants mais à la résistance de désagrégation légèrement plus faible. Leurs propriétés électriques, résistance à l'usure et stabilité thermique sont excellentes. Les Époxydes, une fois renforcés avec des fibres d'aramid ou de carbone, sont la modification normale pour des applications d'aéronautique et astronautique de haute performance. Des époxydes De tissu-renforcé sont utilisés dans l'industrie de sport et de loisirs, et ils ont également remonté échanger des composants en métal, en particulier dans l'industrie de tissage.

Des époxydes Renforcés peuvent être traités par toutes les techniques thermoset normales. La Fibre, sous forme de filaments ou de textile tissé continus, qui a été pré imbibée de la résine (prepregs) peut être traitée par la bande isolante robotisée s'étendant, moulage de sac à aspirateur (le schéma 3) ou moulage d'autoclave. Prepregs sont habituellement produits en réussissant les fibres par un mélange de solvant/résine, avec le démontage dissolvant ultérieur, ou une fonte chaude de résine. Dans les deux cas, la résine contient les durcisseurs et les catalyseurs nécessaires. Bien Que plus chers, les prepregs tendent à donner des résultats plus fiables en comparaison avec l'imprégnation de main, avec un degré plus grand de contrôle des propriétés telles que la porosité de fraction et de modification de volume de fibre. Un inconvénient avec les prepregs époxydes est leur durée de conservation limitée, même lorsqu'enregistré à 25°C. Ils exigent également des températures élevées de corriger.

Les esters de Vinyle comprennent le circuit principal chimique d'une résine époxyde avec le mécanisme corrigeant d'un polyester. Essentiellement, la résistance chimique améliorée est combinée avec la facilité du traitement d'un système de polyester, avec le coût et la performance mécanique tombant à mi-chemin entre les deux.

Les esters de Vinyle trouvent leur utilisation principale dans des applications d'usine chimique telles que des cuves de stockage et des tuyaux. Ils sont généralement traités par l'enroulement de filament.

Les résines Phénoliques sont par nature résistantes au feu et possèdent les allocations complémentaires de l'émission faible de vapeur de fumée et de toxique pendant la dégradation thermique.

Ces matériaux sont plus familiers en tant qu'isolants polymères dans l'industrie électrique que des modifications pour les composés structurels, principalement dues à leur fragilité et aux difficultés traditionnellement associées avec leur traitement, qui comprennent la réactivité élevée, la catalyse acide et le rétablissement de la vapeur d'eau. Des composés Phénoliques sont utilisés pour les Commissions décoratives qui doivent combiner l'esthétique et la lutte anti-incendie, par exemple, Commissions d'intérieur d'aéronefs. Les innovations Récentes en chimie de résine rendent maintenant leur utilisation dans des applications structurelles faisable.

L'Attention est concentrée sur des résines plus supérieures de la température telles que les polyimides et les bismaleimides qui peuvent tolérer le service continu de l'ordre de 200-300°C. Une Autre zone prioritaire est le développement de la température rapide et basse corrigeant des systèmes de résine pour activer une productivité plus grande et les avantages économiques associés du traitement efficace. L'introduction des résines durcies et les fibres élevées de carbone de tension poussent les barrages vers l'avant sur la performance mécanique, tandis que l'hybridation de renforcer des tissus permet l'utilisation pertinente du renforcement de réaliser les propriétés et les économies de coûts optimas.