基體樹脂是拉擠復(fù)合材料的中重要組成部分,常見的拉擠樹脂有環(huán)氧、聚氨酯、酚醛、乙烯基,以及近期被廣泛關(guān)注的熱塑性樹脂體系。因?yàn)槔瓟D復(fù)合材料的特性,基體樹脂需要有混合粘度低、高溫條件下反應(yīng)速度快特點(diǎn)。在進(jìn)行基體樹脂的選擇時(shí),不光要考慮到拉擠反應(yīng)速率,也需要考慮拉擠樹脂的粘度,如果粘度比較高,這會(huì)影響產(chǎn)品制作時(shí)的潤(rùn)滑效果。
聚氨酯樹脂的粘度較低,允許玻纖用量比聚酯或乙烯基酯樹脂更高,這使得拉擠成型聚氨酯復(fù)合材料的彎曲彈性模量接近鋁的屬性。相比其他樹脂具有優(yōu)良的加工性能。
由于酚醛樹脂突出的低毒釋放、低發(fā)煙率、難燃等優(yōu)點(diǎn),近年來,其拉擠成型復(fù)合材料在軌道交通、海上石油鉆探平臺(tái)、化工防腐車間及管道等領(lǐng)域的應(yīng)用逐漸成為一個(gè)熱點(diǎn)。但傳統(tǒng)的酚醛樹脂固化反應(yīng)速度慢,成型周期長(zhǎng),尤其是固化時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的縮合水和低分子揮發(fā)物,在快速連續(xù)生產(chǎn)的拉擠成型制品中易形成氣泡,留下孔隙,嚴(yán)重影響制品的性能,通常使用酸催化體系。
乙烯基醇樹脂具有優(yōu)良的力學(xué)性能、耐熱性、耐腐蝕性以及快速固化的特點(diǎn),在2000年左右是拉擠制品的首選樹脂之一。
熱塑性復(fù)合材料避免了熱固性復(fù)合材料固有的環(huán)境友好性差,加工周期長(zhǎng),難以回收等不足,并且具有較強(qiáng)的柔韌性和抗沖擊性能、良好的抗破壞能力和阻尼性能。熱塑性復(fù)合材料抗化學(xué)和環(huán)境腐蝕的能力強(qiáng),固化過程中不發(fā)生化學(xué)反應(yīng),可以進(jìn)行快速加工。熱塑性復(fù)合材料可以重復(fù)利用且性能不下降。常見的熱塑性樹脂有聚丙烯、尼龍、聚苯硫醚、聚醚醚酮、聚乙烯、聚酰胺等。
與金屬、陶瓷和非增強(qiáng)塑料等傳統(tǒng)材料相比,玻璃鋼拉擠成型具有多種優(yōu)勢(shì)。他們具有獨(dú)特的定制設(shè)計(jì)能力,可以滿足特定的產(chǎn)品需求。
制造效率:拉擠成型是一種連續(xù)工藝,與替代復(fù)合材料制造方法相比具有高產(chǎn)量、更低的成本和更快的交貨時(shí)間等優(yōu)勢(shì)。 高強(qiáng)度和剛度重量比:拉擠復(fù)合材料堅(jiān)固且堅(jiān)硬,但重量輕。碳纖維拉擠成型件比金屬和其他材料輕得多。這使得它們非常適合注重減輕重量的應(yīng)用,例如航空航天、汽車和運(yùn)輸。 耐腐蝕性:FRP 復(fù)合材料具有很強(qiáng)的耐腐蝕性,非常適合化學(xué)加工、船舶、石油和天然氣等行業(yè)的應(yīng)用。 電氣絕緣:玻璃纖維拉擠成型件可以設(shè)計(jì)為不導(dǎo)電,使其成為需要介電性能的電氣應(yīng)用的理想選擇。 尺寸穩(wěn)定性:拉擠復(fù)合材料不會(huì)隨著時(shí)間的推移而變形或開裂*。這對(duì)于需要精確公差的應(yīng)用非常重要。 定制設(shè)計(jì):拉擠成型件可以制造成各種形狀和尺寸,包括棒材、管材和梁材,以及更復(fù)雜的型材。它們也是高度可定制的。可以對(duì)纖維類型、纖維體積、樹脂類型以及表面紗和處理等材料和工藝進(jìn)行設(shè)計(jì),以滿足特定的性能和應(yīng)用要求。
有限的幾何形狀:拉擠復(fù)合材料僅限于恒定或接近恒定橫截面的部件。這是因?yàn)槔w維增強(qiáng)材料被拉過成型模具的連續(xù)制造過程。 制造部件成本較高:拉擠成型中使用的模具可能很昂貴。這是因?yàn)槟>弑仨氂筛哔|(zhì)量的材料制成,必須能夠承受拉擠工藝的熱量和壓力,并且按照嚴(yán)格的加工公差進(jìn)行生產(chǎn)。 橫向強(qiáng)度低:拉擠復(fù)合材料的橫向強(qiáng)度低于縱向強(qiáng)度。這意味著它們?cè)诖怪庇诶w維的方向上較弱。然而,這個(gè)問題可以通過在拉擠成型工藝中加入多軸織物或纖維來克服。 如果拉擠復(fù)合材料損壞,則很難修復(fù)。整個(gè)組件可能需要更換,這可能既昂貴又耗時(shí)。
在決定拉擠復(fù)合材料是否適合您的應(yīng)用之前,權(quán)衡拉擠復(fù)合材料的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)非常重要。如果您需要一種具有高強(qiáng)度、高剛度重量比、耐腐蝕性和恒定橫截面的材料,那么拉擠復(fù)合材料是一個(gè)不錯(cuò)的選擇。但是,如果您需要具有高橫向強(qiáng)度或復(fù)雜幾何形狀的復(fù)合材料,那么您可能需要考慮其他選擇。
在為您的應(yīng)用選擇拉擠組件或型材時(shí),重要的是要考慮以下因素:
機(jī)械性能要求:應(yīng)用的強(qiáng)度、剛度和剪切要求是什么? 環(huán)境要求:復(fù)合材料是否會(huì)暴露在惡劣的環(huán)境條件下,例如化學(xué)品、鹽水或極端溫度? 重量要求:減輕重量對(duì)于應(yīng)用來說重要嗎? 成本要求:應(yīng)用程序的預(yù)算是多少?
經(jīng)驗(yàn)豐富的拉擠制造商可以提供設(shè)計(jì)和配方專業(yè)知識(shí),并與您合作開發(fā)適合您應(yīng)用的拉擠復(fù)合材料。
拉擠復(fù)合材料具有廣泛的應(yīng)用,包括:
航空航天:飛機(jī)和航天器部件,例如控制面、起落架和結(jié)構(gòu)支撐。 汽車:汽車部件,如傳動(dòng)軸、保險(xiǎn)杠和懸架部件。 基礎(chǔ)設(shè)施:基礎(chǔ)設(shè)施加固和組件,如枕木、橋面、混凝土修復(fù)和加固、電線桿、電絕緣體和橫擔(dān)。 化學(xué)加工:化學(xué)加工設(shè)備,如管道和地板格柵。 醫(yī)療:支架加強(qiáng)筋和內(nèi)窺鏡解剖桿。 船舶:船舶應(yīng)用,例如桅桿、板條、碼頭鞭、擋土墻樁、錨銷和碼頭。 石油和天然氣:石油和天然氣應(yīng)用,例如井口、管道、抽油桿和平臺(tái)。 風(fēng)能:風(fēng)力渦輪機(jī)葉片組件,例如葉片增強(qiáng)件、翼梁帽和根部加勁肋。 體育用品:需要恒定橫截面的部件,例如滑雪板、滑雪桿、高爾夫設(shè)備、槳桿、射箭部件和帳篷桿