Kaip pagerinti plastiku gruntuotų stikloplasčių šiluminę atsparumą?

Plastiku gruntuoto stiklo pluošto šilumos atsparumo gerinimas

Tarp daugelio pastaraisiais metais sukurtų lengvų ir stiprių plastiku gruntuotų lanksčiųjų stiklo pluošto kompozitų ribotas šilumos atsparumas iki šiol trukdo naudoti juos aukštesnėse temperatūrose. Šilumos atsparumui pagerinti reikia optimizuoti medžiagas, kontroliuoti technologinius procesus bei imtis praktinių priemonių. Toliau pateikiamos veiksmingos ir paprastos priemonės, kaip tobulinti plastiku gruntuotą stiklo pluoštą, kad būtų pasiektas geresnis šilumos atsparumas.

Pasirinkite palankias dervos matricas

Šilumos atsparumo gerinimas prasideda plastiko pagrindu pagamintų FRP šilumą atsparių komponentų atranka. Pirmasis patobulinimo žingsnis – tai derinių, sudarytų iš dervų, būdingų intrinės terminės stabilumo, parinkimas. Pavyzdžiui, šilumą atsparių modifikuotų epoksi fenolinių ir poliimidinių dervų temperatūros tolerancija yra geresnė už standartinių formuluotų epoksidinių dervų. Ilgalaikėms aukštos temperatūros sąlygoms šios dervos taip pat puikiai tinka. Jos išlaiko savo struktūrinį vientisumą, atsparios terminiam skilimui ir mažina dervos molekulinių grandžių judėjimą veikiant šilumai, kad pagerintų terminį poslinkį. Dervų parinktis yra kritiškai svarbi siekiant atitikti numatytus temperatūros reikalavimus galutiniam naudojimui, užtikrinant, kad plastiko pagrindu pagamintas FRP tinkamai veiktų numatytose aplikacijose.

Pluošto stiprinimo parinkties optimizavimas

Tinkamų pluoštų pasirinkimas labai svarbus siekiant pasiekti norimą šilumos atsparių FRP kompozitų šilumos atsparumo gerinimą. Stiklo pluoštų naudojimas yra tinkamas daugeliui reikmėms. Tačiau siekiant gerokai pagerinti šiluminį stabilumą, naudinga naudoti aukštos kokybės stiklo pluošto kompozitinius medžiagas. Iš visų stiklo pluošto kompozitų dažniausiai naudojami hibridiniai stiklo anglies kompozitų. Aukštesnėje dalyje naudojami aramido pluoštai. Optimesnis yra kompozitų stiklo perėjimo temperatūra, kuri yra gerokai padidinta dėl aramido. Tačiau tirpalo temperatūros, mažesnėse temperatūrose plėtojimo ir aukštesnėse temperatūrose sudėtinės medžiagos stiprumo išlaikymo poveikis daugiausia susijęs su sudėtinės medžiagos stiprumo išlaikymu aukštesnėse temperatūrose. Kompozitinio medžiagų veikimas taip pat padeda tvirtinti konstrukciją, nes ji yra atsparus deformacijai ir konstrukcija yra tvirtas.

Įterpti šilumos atsparius priedus

Naudojant specifinius priedus, galima efektyviai padidinti plastiku pagrįsto armuoto pluošto šiluminei atsparumą be didelių medžiagos pokyčių. Šilumos stabilizatoriai, tokie kaip trukdomieji fenoliai ir fosfitai, neleidžia dėginti polimerinės matricos termoksidacijos metu. Ugniai atsparūs priedai padidina ugniai atsparumą ir dar labiau pagerina bendrą šiluminę stabilumą. Silicio dioksido nanodalelės ir anglies nanovamzdeliai yra nano pripildymo pavyzdžiai, kurie gali būti pridedami prie dervos, kad būtų sumažintas šilumos perdavimas. Šie priedai žymiai sulėtina šiluminį skilimą ir išlaiko mechanines savybes aukštesnėse temperatūrose. Taip pat mažėja masės nuostoliai. Jei priedai nėra tinkamai kontroliuojami, tai gali pakenkti medžiagos našumui.

Tobulinti gamybos procesus

Gaminių gamybos procesai reikalauja didelio dėmesio galutinio FRP produkto šiluminei atsparumui. Tinkamas kietinimas yra svarbus, nes pernokęs ar nepakankamai iškietintas produktas gali turėti vidinių defektų, kurie pablogina produkto terminius rodiklius. Kontroliuojant kietinimo temperatūrą ir trukmę, derva gali susiformuoti tankią kryžminio susiejimo struktūrą, užtikrinančią maksimalų šilumos atsparumą. Be kietinimo proceso, svarbią rolę vaidina ir formavimo procesas; kompresinis formavimas ir pultruzija leidžia pagaminti kompozitus su tolygiai pasiskirsčiusiais pluoštais ir minimaliomis tuštumomis, kas padeda pagerinti terminę stabilumą. Galiausiai, medžiagos aukštos temperatūros atsparumas dar labiau pagerinamas papildomais kietinimo apdorojimais, kurie užbaigia kryžminio susiejimo reakciją ir sumažina liekanines įtempius.

Taikykite paviršiaus modifikavimo technikas

Modifikuojant paviršių, gaunamas dar vienas šilumos apsaugos sluoksnis. Uždėjus ant FRP paviršiaus šilumai atsparų sluoksnį, sukuriamas barjeras, kuris atspindi arba sklaido šilumą. Plačiai paplitę keraminiai ir silikoniniai dengimo būdai, pasižymintys termoizoliacinėmis dielektrinėmis savybėmis. Kiti paviršiaus apdorojimai, tokie kaip plazminis grafinimas, taip pat pagerina dangos sukibimą su FRP pagrindu, užtikrindami ilgalaikį sukibimą. Šios modifikacijos neleidžia šilumai priskverbtis į kompozitą, sumažina vidinį terminį apkrovą ir suskystėjusios masės matricos degradaciją.

Apsvarstykite aplinkos prisitaikymą

Aukštai temperatūrai atsparus gali būti dėl medžiagos savybių, tačiau tai taip pat gali priklausyti nuo pritaikymo prie specifinės aplinkos, kurioje medžiaga naudojama. Žinant temperatūros diapazoną, veikimo trukmę ir susijusių medžiagų koroziją arba šių veiksnių kombinaciją, galima nustatyti aukštai temperatūrai atsparios medžiagos veikimą tam tikroje aplinkoje. Panašiai kaip FRP (pluoštu stiprintas plastikas), naudojamas automobilių variklių skyriuose, kuriuose yra aukšta temperatūra ir agresyvi aplinka. Kartą suprojektavus, FRP detalė gali būti sukuriama taip, kad išlaikytų terminius ciklus, nes konstrukciniai ir storio projektavimo sprendimai gali būti parinkti atitinkamai. Ankstyvi termiško senėjimo požymiai gali būti nustatomi reguliariai remontuojant ir tikrinant, kad būtų pratęstas aukštai temperatūrai atsparaus FRP tarnavimo laikas.