Hvilke produkter er egnede til pultruderingsprocessen?

Hvilke produkter er egnede til pultruderingsprocessen?

Diskussion af fordele og ulemper ved pultruderingskompositmaterialer og deres anvendelser

Asia Composite Materials (Thailand) Co., Ltd.

Pionererne inden for glasfiberindustrien i Thailand

E-mail:yoli@wbo-acm.comWhatsApp: +66966518165 

Pultruderingkompositmaterialerer højtydende fiberforstærkede polymerkompositter (FRP) fremstillet ved hjælp af en kontinuerlig proces kendt som pultrudering.

I denne proces trækkes kontinuerlige fibre (såsom glas eller kulstof) gennem et bad af termohærdende harpiks (såsom epoxyharpiks, polyester eller vinylester), og derefter bruges forme til at forme materialet som ønsket. Harpiksen hærder derefter og danner et solidt, let og holdbart kompositprodukt.

PultruderingHarpikser 

Matrixharpiksen er en afgørende komponent i pultruderingskompositmaterialer. Almindelige pultruderingsharpikser omfatter epoxy, polyurethan, phenol, vinylester og de nyligt meget undersøgte termoplastiske harpikssystemer. På grund af pultruderingskompositmaterialernes egenskaber skal matrixharpiksen have lav viskositet og hurtige reaktionshastigheder ved høje temperaturer. Ved valg af matrixharpiks skal faktorer som pultruderingsreaktionshastighed og harpiksviskositet tages i betragtning. Høj viskositet kan påvirke smøreeffekten under produktfremstilling.

Epoxyharpiks 

Pultruderingskompositmaterialer fremstillet med epoxy-pultruderingsharpikser udviser høj styrke og kan anvendes under høje temperaturforhold med hurtig hærdning.

hastighed. Udfordringer som materialeskørhed, kort anvendelsesperiode, dårlig permeabilitet og høj hærdningstemperatur begrænser dog udviklingen af ​​vindkraftindustrien i Kina, især inden for materialer til vindmøllevinger og -rod.

Polyuretan 

Polyurethanharpiks har lavere viskositet, hvilket muliggør et højere glasfiberindhold sammenlignet med polyester- eller vinylesterharpikser. Dette resulterer i pultruderede polyurethankompositmaterialer med et bøjningselasticitetsmodul tæt på aluminiums. Polyurethan udviser fremragende forarbejdningsegenskaber sammenlignet med andre harpikser.

Fenolharpiks 

I de senere år har pultruderingskompositmaterialer, der bruger phenolharpiks, fået opmærksomhed på grund af deres lave toksicitet, lave røgudledning og flammemodstand, og de har fundet anvendelser inden for områder som jernbanetransport, offshore olieboreplatforme, kemisk korrosionsbestandige værksteder og rørledninger. Traditionelle phenolharpikshærdningsreaktioner er imidlertid langsomme, hvilket resulterer i lange støbecyklusser og dannelse af bobler under hurtig kontinuerlig produktion, hvilket påvirker produktets ydeevne. Syrekatalysesystemer bruges ofte til at overvinde disse udfordringer.

Vinylesterharpiks 

Vinylesteralkoholharpiks har fremragende mekaniske egenskaber, varmebestandighed, korrosionsbestandighed og hurtig hærdning. Omkring år 2000 var det en af ​​de foretrukne harpikser til pultruderingsprodukter.

Termoplastisk harpiks 

Termoplastiske kompositter overvinder de miljømæssige ulemper ved termohærdende kompositter ved at tilbyde stærk fleksibilitet, slagfasthed, god skadestolerance og dæmpende egenskaber. De modstår kemisk og miljømæssig korrosion, har en hurtig hærdningsproces uden kemiske reaktioner og kan hurtigt forarbejdes. Almindelige termoplastiske harpikser omfatter polypropylen, nylon, polysulfid, polyetherketon, polyethylen og polyamid.

Sammenlignet med traditionelle materialer som metal, keramik og uforstærket plast har glasfiberforstærkede pultruderingskompositter adskillige fordele. De besidder unikke, brugerdefinerede designmuligheder for at opfylde specifikke produktkrav.

Fordele vedPultruderingKompositmaterialer:

1. Produktionseffektivitet: Pultruderingsstøbning er en kontinuerlig proces med fordele såsom høj produktionsvolumen, lavere omkostninger og hurtigere leveringstider sammenlignet med alternative kompositfremstillingsmetoder.

2. Højt styrke-til-vægt-forhold: Pultruderingskompositmaterialer er stærke og stive, men alligevel lette. Kulfiberpultruderinger er betydeligt lettere end metaller og andre materialer, hvilket gør dem velegnede til vægtfølsomme anvendelser inden for luftfart, bilindustrien og transport.

3. Korrosionsbestandighed: FRP-kompositter udviser stærk korrosionsbestandighed, hvilket gør dem velegnede til anvendelser i industrier som kemisk forarbejdning, marineindustrien, olieindustrien og naturgasindustrien.

4. Elektrisk isolering: Glasfiberpultruderinger kan designes til at være ikke-ledende, hvilket gør dem til et ideelt valg til elektriske applikationer, der kræver dielektrisk ydeevne.
Dimensionsstabilitet: Pultruderingskompositmaterialer deformeres eller revner ikke over tid, hvilket er afgørende for applikationer med præcise tolerancer.

5. Specialdesign: Pultruderingskomponenter kan fremstilles i forskellige former og størrelser, herunder stænger, rør, bjælker og mere komplekse profiler. De er meget brugerdefinerede, hvilket giver mulighed for designvariationer i fibertype, fibervolumen, harpikstype, overfladebehandling og behandling for at opfylde specifikke krav til ydeevne og anvendelse.

Ulemper ved at brugepultralydKompositmaterialer:

1. Begrænsede geometriske former: Pultruderingskompositmaterialer er begrænset til komponenter med konstante eller næsten konstante tværsnit på grund af den kontinuerlige fremstillingsproces, hvor fiberforstærket materiale trækkes gennem forme.

2. Høje produktionsomkostninger: De forme, der anvendes til pultruderingsstøbning, kan være dyre. De skal være fremstillet af materialer af høj kvalitet, der kan modstå varmen og trykket fra pultruderingsprocessen, og skal produceres med strenge bearbejdningstolerancer.

3. Lav tværgående styrke: Den tværgående styrke af pultruderingskompositmaterialer er lavere end den langsgående styrke, hvilket gør dem svagere i retningen vinkelret på fibrene. Dette kan afhjælpes ved at inkorporere multiaksiale stoffer eller fibre under pultruderingsprocessen.

4. Vanskelig reparation: Hvis pultrusionskompositmaterialer er beskadiget, kan det være udfordrende at reparere dem. Hele komponenter skal muligvis udskiftes, hvilket kan være både dyrt og tidskrævende.

Anvendelser afPultruderingKompositmaterialerpultralydKompositmaterialer finder udbredte anvendelser i forskellige brancher, herunder:

1. Luftfart: Komponenter til fly og rumfartøjer, såsom kontrolflader, landingsudstyr og strukturelle understøtninger.

2. Biler: Bilkomponenter, herunder drivaksler, kofangere og affjedringskomponenter.

3. Infrastruktur: Armering og komponenter til infrastruktur, såsom sveller, brodæk, betonreparation og -armering, forsyningsmaster, elektriske isolatorer og tværarmer.

4. Kemisk forarbejdning: Kemisk forarbejdningsudstyr såsom rør og gulvriste.

Medicinsk: Forstærkning til bøjler og endoskopiske sondeskafter.

5. Marine: Marine applikationer, herunder master, lægter, dockpæle, ankerstifter og dokker.

6. Olie og gas: Olie- og gasapplikationer, herunder brøndhoveder, rørledninger, pumpestænger og platforme.

7. Vindenergi: Komponenter til vindmøllevinger, såsom vingeforstærkninger, rundholtehætter og rodafstivere.

8. Sportsudstyr: Komponenter, der kræver konstante tværsnit, såsom ski, skistave, golfudstyr, årer, bueskydningskomponenter og teltstænger.

Sammenlignet med traditionelle metaller og plast tilbyder pultrusionskompositmaterialer adskillige fordele. Hvis du er materialeingeniør og søger højtydende kompositmaterialer til din anvendelse, er pultrusionskompositmaterialer et godt valg.