Сколько вы знаете о профилях ФРП?
Pultrusion ФРП — это процесс литья под давлением для композитных материалов на основе волокон (Fiber Reinforced Polymer).
Процесс Pultrusion ФРП
● Укладка волокна: Непрерывные волокна (например, стекловолокно, углеродное волокно и т.д.) сматываются через карусель и укладываются на форму согласно распределению и содержанию волокон.
● Пропитка смолой: Волокна проходят через ванну со смолой, чтобы обеспечить их полную пропитку смолой. Смола обычно является термореактивной смолой, такой как ненасыщенный полиэфирная смола, эпоксидная смола и т.д.
● Процесс формования: Волокна, пропитанные смолой, проходят через формовочное устройство, начально формируя форму продукта, а также удаляя избыток смолы и воздуха.
● Вытягивание и формование: Предварительно сформованные волокна протягиваются через нагретую форму при помощи тягового устройства. Внутри формы смола подвергается реакции отверждения при высоких температурах, что приводит к затвердеванию и формованию продукта.
● Резка: Отвержденный продукт режется до идеальной длины для получения конечного продукта.
Преимущество процесса пултрузии
● Высокая производительность: Производство может вестись непрерывно, быстро и подходит для массового производства.
● Устойчивое качество продукции: Высокое содержание волокон и равномерное распределение, хорошие механические свойства, точные размеры и отличное качество поверхности.
● Высокая эффективность использования материалов: Теоретически не образуется отходов, а коэффициент использования материалов может достигать более 95%.
● Простота проектирования: Слои волокон и система смол могут легко проектироваться в соответствии с требованиями заказчика, сохраняя при этом различные механические свойства и требования к окружающей среде.
Применение профилей ФБП
● Строительная отрасль: профили для окон и дверей, панели кровли и стен, конструкции мостов и т.д.
● Транспортная отрасль: автозапчасти, компоненты железнодорожного транспорта.
● Энергетический сектор: лопасти ветрогенераторов и кабельное оборудование.
● Другое химически стойкое оборудование.
Общие смолы для протяжки ФПК.
В процессе протяжки ФПК часто используются такие смолы, как ненасыщенные полиэфирные смолы, эпоксидные смолы и винилэsterные смолы. Различные смолы оказывают существенное влияние на процесс протяжки ФПК и свойства материала, а именно следующее:
Ненасыщенный полиэстерный реактопласт имеет низкую вязкость, хорошо пропитывает волокна в процессе протяжной формовки, а время отверждения смолы может быть точно контролироваться путем регулирования количества инициатора и ускорителя, что подходит для непрерывного производства методом протяжной формовки. Однако относительно большая усадка во время процесса отверждения может вызвать внутренние напряжения в изделии, требуя внимания к проектированию формы и корректировке параметров процесса в процессе протяжной формовки для предотвращения деформации или растрескивания изделия. Профили из стеклопластика на основе ненасыщенного полиэстерного реактопласта обладают хорошими механическими свойствами, с высокой прочностью на растяжение и изгиб и способны удовлетворять требованиям использования для обычных конструкционных элементов. Они могут сопротивляться воздействию обычных кислот, щелочей и солей, но их характеристики могут снижаться в высокоагрессивных средах. Относительно невысокая цена делает их широко используемыми в таких областях, как общестроительные компоненты и потребительские товары.
Эпоксидная смола обладает хорошей текучестью в жидком состоянии, что обеспечивает полное пропитывание волокон и образование качественного соединения. Скорость отверждения относительно низкая, обычно требуются более высокие температуры отверждения и больший период времени, что полезно для контроля процесса и уменьшения дефектов. Отвержённая эпоксидная смола имеет высокую прочность и модуль жёсткости, а её растяжимые, изгибные и сжимаемые свойства выдающиеся. Прочные связи с волокнами позволяют эффективно передавать напряжение, улучшая общие характеристики композитных материалов, а также обеспечивают продукту хорошую устойчивость к усталости. Композиты на основе эпоксидной смолы хорошо переносят большинство химических веществ, сохраняя стабильные свойства в суровых коррозийных средах, поэтому их часто используют в химической защите, морском строительстве и других областях. Также они обладают хорошими диэлектрическими свойствами и могут использоваться как электрические изоляционные материалы.
Винилэфирная смола сочетает в себе хорошие технологические свойства ненасыщенных полиэстерных смол и некоторые преимущества эпоксидных смол. Высокая прочность и вязкость, что делает продукцию из стеклопластика менее подверженной повреждениям при больших внешних нагрузках, с характеристиками, находящимися между ненасыщенными полиэстерными смолами и эпоксидными смолами. Обладает отличной коррозионной стойкостью, особенно высокой сопротивляемостью, часто используется в химической, экологической и других отраслях для производства противокоррозийного оборудования и труб. При длительном использовании сохраняет хорошую стабильность свойств и мало подвержен влиянию таких факторов, как ультрафиолетовые лучи и изменения температуры.
Свойства | Единица | Профили из ненасыщенных полиэстеров | Профили из эпоксидных смол | Профили из полиуретана |
Устойчивость к растяжению | МПа | 250-600 | 500-1000 | 600-1000 |
Модуль растяжения | ГПа | 20-35 | 40-60 | 50-60 |
Прочность на изгиб | МПа | 250-600 | 500-1000 | 800-1200 |
Модуль упругости при изгибе | ГПа | 20-30 | 40-60 | 45-55 |
Прочность на сжатие | МПа | 250-500 | 500-1000 | 500-1000 |
Прочность на срез | МПа | 20-35 | 55-65 | 60-80 |
Ударная вязкость по Изоду | КДж/м² | 200-400 | 500-800 | 600-1000 |
Плотность | г/см² | 1.8-1.9 | 1.9-2.1 | 1.9-2.1 |
Поглощение воды | % | 0.1-0.5 | 0.1-0.2 | 0.1-0.5 |
Твердость по Барколу | HBa | 50-60 | 50-70 | 50-70 |
Диэлектрическая прочность | кВ/мм | 10-20 | 15-30 | 45950 |
Сопротивление поверхности | ω | 1011-1013 | 1012-1016 | 1011-1013 |
Сопротивляемость объема | ω.СМ | 1011-1013 | 1012-1016 | 1011-1013 |