Ввести кілька смол, стійких до високих температур
2021-05-21
У аерокосмічній промисловості, щоб максимізувати обмежену вантажопідйомність, контроль ваги кожного компонента є дуже суворим. Композити на основі смоли все частіше використовуються в цій галузі завдяки їх чудовим загальним властивостям. Окрім дуже високих вимог до механічних властивостей матеріалу, існують також високі вимоги до термостійкості. Сьогодні Changganger представляє кілька загальноприйнятих високотемпературних смол.
Поліімід, англійська назва Поліімід (званий ПІ), тип полімеру, що містить в основному ланцюзі імідне кільце (-CO-NH-CO-). Це один з найкращих органічних полімерних матеріалів з високими всебічними показниками. Він має стійкість до високих температур понад 400 ° C, тривалий діапазон температур від -200 до 300 ° C, відсутність очевидної температури плавлення, високі показники ізоляції, діелектрична проникність 3,0 при 103 Гц і лише діелектричні втрати. Від 0,004 до 0,007, що належить від F до H.
За хімічною структурою повторюваної одиниці поліімід можна класифікувати на три типи: аліфатичний, напівароматичний та ароматичний поліімід. За тепловими властивостями його можна розділити на термопластичні та термореактивні полііміди.
Політетрафторетилен, англійська назва - Poly tetra fluoroethylene, скорочено PTFE. Якщо ви мало знаєте про цю смолу, ви можете бути добре знайомі з псевдонімами тефлон і тефлон. Правильно, саме покриття зазвичай використовується на антипригарних сковородах.
Цей матеріал стійкий до дії кислот і основ і різних органічних розчинників і майже не розчиняється у всіх розчинниках. У той же час PTFE має характеристики високої температурної стійкості, а коефіцієнт тертя надзвичайно низький, тому його можна використовувати як мастило, а також він є ідеальним покриттям для легкого очищення внутрішнього шару водопровідних труб.
Температура його плавлення досягає 327 ° C, довготривала стабільність може становити -180 ~ 250 ° C.
Поліфеніленовий ефір - це високоміцний інженерний пластик, розроблений у 1960-х роках. Його хімічна назва - полі 2,6 - диметил - 1,4 - € феніловий ефір, РРО (поліфеніленоксид) або ЗІЗ (поліфеніленовий ефір). Відомий як поліфеніленоксид або поліфеніленовий ефір.
Він має високу термостійкість, температуру склування 211 ° C, температуру плавлення 268 ° C, нагрівання до 330 ° C має тенденцію до розкладання, чим вище вміст РРО, тим краща термостійкість, може спостерігатися температура спотворення тепла досягають 190 ° C.
РРО нетоксичний, прозорий і відносно низької щільності, має чудову механічну міцність, стійкість до розслаблення напружень, стійкість до повзучості, жаростійкість, водостійкість, стійкість до водяної пари та стабільність розмірів. Він має хороші електричні властивості в широкому діапазоні температур і частот. Основними недоліками є поганий потік розплаву та складна обробка. Більшість практичних застосувань - MPPO (суміші або сплави РРО). Наприклад, модифікований РР РРО може значно покращити продуктивність обробки. Покращує стійкість до тріщин та ударів, зменшує вартість і лише незначно знижує термостійкість та блиск.
Поліфеніленсульфід - це поліфеніленсульфід, термопластична смола з фенілтіогрупою в основному ланцюзі молекули, англійською мовою скорочена як PPS. Поліфеніленсульфід - це кристалічний полімер.
Нерозтягнуте волокно має велику аморфну область (кристалічність близько 5%), а екзотермія кристалізації відбувається при 125 ° C, температура склування - 150 ° C; і температура плавлення становить 281 ° C. Витягнуте волокно забезпечує часткову кристалізацію в процесі розтягування (збільшене до 30%), а термічна обробка волоченого волокна при температурі 130-230 ° C може збільшити кристалічність до 60-80 % Отже, волочене волокно не має значного переходу в скло або екзотермі кристалізації і має температуру плавлення 284 ° C.
Зі збільшенням кристалічності після нагрівання при розтягуванні щільність волокна відповідно збільшується з 1,33 г / см³ до розтягування до 1,34 г / см³ після розтягування; після термічної обробки він може досягати 1,38 г / см3. Усадка під тиском: 0,7% Температура лиття: 300-330 ° C.
Температура спотворення тепла зазвичай перевищує 260 градусів і може використовуватися в діапазоні температур 180 ~ 220 ° C. PPS - одна з найкращих термостійких різновидів в технічній пластмасі.
Поліетеретеркетон (англ. Poly-ether-ether-ketone, коротше PEEK) - це високий полімер, що складається з повторюваної одиниці, що містить кетоновий зв’язок і два ефірні зв’язки в основній ланцюговій структурі, і є спеціальним полімерним матеріалом. Він має такі фізико-хімічні властивості, як стійкість до високих температур та стійкість до хімічної корозії. Це різновид напівкристалічного полімерного матеріалу з температурою плавлення 334 ° C, температурою розм'якшення 168 ° C і міцністю на розрив 132-148 МПа. Його можна використовувати як стійкий до високих температур конструкційний матеріал та електроізоляційний матеріал. Арматурний матеріал може бути приготований шляхом компаундування зі скловолокном або вуглецевим волокном. Зазвичай використовують тип полімерного поліефірного ефіру, отриманий конденсацією з ароматичним двоатомним фенолом.
PEEK має чудову термостійкість та стійкість до високих температур. Його можна довго використовувати при температурі 250 ° C. Миттєва температура може досягати 300 ° C. Він має високу жорсткість, стабільність розмірів і малий коефіцієнт лінійного розширення. Він близький до металевого алюмінію. PEEK має хорошу хімічну стабільність. Він має сильну корозійну стійкість до дії кислот, лугів та майже всіх органічних розчинників, а також має властивості антипірену та радіаційної стійкості. PEEK має чудову стійкість до ковзаючого зносу та зношування, особливо при 250 ° C. Висока зносостійкість і низький коефіцієнт тертя; крім того, PEEK легко видавлювати та лити під тиском.
Бісмалеймід (ІМТ) - це інший тип смоляної системи, отриманий із системи поліімідної смоли. Це біфункціональна сполука з малеїмідом (ІМ) як активною кінцевою групою. Подібну текучість і формуваність можна обробити тим же загальним методом, що і епоксидна смола, яка долає недоліки відносно низької термостійкості епоксидної смоли. Тому він швидко розвивався та широко використовувався протягом останніх двох десятиліть. .
ІМТ містить бензольне кільце, імідне гетероциклічне кільце і високу щільність зшивання, завдяки чому затверділий продукт має чудову термостійкість, а його Tg зазвичай перевищує 250 ° C, а діапазон температур використання становить від 177 ° C до 232 ° C. Етилендіамін в аліфатичному ІМТ є найбільш стабільним, і температура термічного розкладання (Td) зменшуватиметься із збільшенням кількості метиленових груп. Td ароматичного ІМТ, як правило, вищий, ніж Td аліфатичного ІМТ, з яких 2,4. Td діамінобензолів вище, ніж у інших типів. Крім того, Td має тісний взаємозв'язок із щільністю зшивання, а Td збільшується зі збільшенням щільності зшивання в певному діапазоні.
Фуранова смола - загальний термін для смол, вироблених із стеринів та фурфуралів із фурановими кільцями в якості сировини. Він затвердіває до нерозчинних та легкоплавких твердих речовин під дією сильних кислот. Типи - це стеролові смоли, фурфурольні смоли, флуоренонові смоли, флуоренонові - формальдегідні смоли та ін.
Це кільце - кільце фурана
Термостійкий матеріал з армованого скловолокном композитного матеріалу має вищу термостійкість, ніж загальнозміщений композитний матеріал з армованого скловолокном, і може використовуватися протягом тривалого часу при температурі близько 150 ° C.
Ціанатна смола - це новий тип термореактивних смол з двома або більше ціанатними функціональними групами (-OCN) у молекулярній структурі, розробленій у 1960-х роках. Його молекулярна структура: NCO-R-OCN; Ефір ціанатної смоли також називають смолою триазину А, повна назва англійською мовою - смола триазину А, смола ТА, смола ціанату, скорочено CE.
Ефір ціанату CE має чудові високотемпературні механічні властивості, вищу міцність на вигин і міцність на розрив, ніж біфункціональна епоксидна смола; дуже низьке водопоглинання (<1,5%); низька усадка під тиском, хороша стабільність розмірів; термостійкість Хороші властивості, температура склування 240 ~ 260 ° C, до 400 ° C, може бути затверділа при 170 ° C після модифікації; стійкість до тепла та вологості, вогнестійкість, адгезія дуже хороша, а скловолокно, вуглецеве волокно, кварцове волокно Армуючі матеріали, такі як вуса, мають хороші зв’язуючі властивості; відмінні електричні властивості, надзвичайно низька діелектрична проникність (2,8 ~ 3,2) та тангенс діелектричних втрат (0,002 ~ 0,008), а також діелектричні властивості в залежності від температури та частоти електромагнітних хвиль. Зміни демонструють унікальну стабільність (тобто мають широкосмуговий діапазон).
Поліарилетинілові (ПАА) смоли - це клас високоефективних полімерів, що утворюються шляхом аддиційної полімеризації ароматичних вуглеводнів етинілу. Це ідеальний матеріал для армованих волокнами стійких до абляції високовуглецевих смол і широко використовується в аерокосмічних матеріалах, таких як ракетні форсунки та форсунки ракетних двигунів.
Так звана висока температура - умовно кажучи. Загалом, термостійкість композиційного матеріалу на основі смоли дещо поступається стійкості композиційних матеріалів, таких як матеріали на основі металів та кераміки. Однак найбільша привабливість композиційних матеріалів полягає в їх призначеності. Завдяки розумному проектуванню та формуванню вони можуть розвинути свої сильні сторони та уникнути слабких сторін.
Жоден матеріал не є ідеальним, не ідеальним, тому є місце для вдосконалення. У майбутньому спільними зусиллями багатьох практиків з’явиться більше нових матеріалів, і композиційні матеріали на основі полімерів, безумовно, відіграватимуть більшу роль.
Технології рухають соціальний розвиток, а матеріали змінюють світ!
Поліімід, англійська назва Поліімід (званий ПІ), тип полімеру, що містить в основному ланцюзі імідне кільце (-CO-NH-CO-). Це один з найкращих органічних полімерних матеріалів з високими всебічними показниками. Він має стійкість до високих температур понад 400 ° C, тривалий діапазон температур від -200 до 300 ° C, відсутність очевидної температури плавлення, високі показники ізоляції, діелектрична проникність 3,0 при 103 Гц і лише діелектричні втрати. Від 0,004 до 0,007, що належить від F до H.
За хімічною структурою повторюваної одиниці поліімід можна класифікувати на три типи: аліфатичний, напівароматичний та ароматичний поліімід. За тепловими властивостями його можна розділити на термопластичні та термореактивні полііміди.
Політетрафторетилен, англійська назва - Poly tetra fluoroethylene, скорочено PTFE. Якщо ви мало знаєте про цю смолу, ви можете бути добре знайомі з псевдонімами тефлон і тефлон. Правильно, саме покриття зазвичай використовується на антипригарних сковородах.
Цей матеріал стійкий до дії кислот і основ і різних органічних розчинників і майже не розчиняється у всіх розчинниках. У той же час PTFE має характеристики високої температурної стійкості, а коефіцієнт тертя надзвичайно низький, тому його можна використовувати як мастило, а також він є ідеальним покриттям для легкого очищення внутрішнього шару водопровідних труб.
Температура його плавлення досягає 327 ° C, довготривала стабільність може становити -180 ~ 250 ° C.
Поліфеніленовий ефір - це високоміцний інженерний пластик, розроблений у 1960-х роках. Його хімічна назва - полі 2,6 - диметил - 1,4 - € феніловий ефір, РРО (поліфеніленоксид) або ЗІЗ (поліфеніленовий ефір). Відомий як поліфеніленоксид або поліфеніленовий ефір.
Він має високу термостійкість, температуру склування 211 ° C, температуру плавлення 268 ° C, нагрівання до 330 ° C має тенденцію до розкладання, чим вище вміст РРО, тим краща термостійкість, може спостерігатися температура спотворення тепла досягають 190 ° C.
РРО нетоксичний, прозорий і відносно низької щільності, має чудову механічну міцність, стійкість до розслаблення напружень, стійкість до повзучості, жаростійкість, водостійкість, стійкість до водяної пари та стабільність розмірів. Він має хороші електричні властивості в широкому діапазоні температур і частот. Основними недоліками є поганий потік розплаву та складна обробка. Більшість практичних застосувань - MPPO (суміші або сплави РРО). Наприклад, модифікований РР РРО може значно покращити продуктивність обробки. Покращує стійкість до тріщин та ударів, зменшує вартість і лише незначно знижує термостійкість та блиск.
Поліфеніленсульфід - це поліфеніленсульфід, термопластична смола з фенілтіогрупою в основному ланцюзі молекули, англійською мовою скорочена як PPS. Поліфеніленсульфід - це кристалічний полімер.
Нерозтягнуте волокно має велику аморфну область (кристалічність близько 5%), а екзотермія кристалізації відбувається при 125 ° C, температура склування - 150 ° C; і температура плавлення становить 281 ° C. Витягнуте волокно забезпечує часткову кристалізацію в процесі розтягування (збільшене до 30%), а термічна обробка волоченого волокна при температурі 130-230 ° C може збільшити кристалічність до 60-80 % Отже, волочене волокно не має значного переходу в скло або екзотермі кристалізації і має температуру плавлення 284 ° C.
Зі збільшенням кристалічності після нагрівання при розтягуванні щільність волокна відповідно збільшується з 1,33 г / см³ до розтягування до 1,34 г / см³ після розтягування; після термічної обробки він може досягати 1,38 г / см3. Усадка під тиском: 0,7% Температура лиття: 300-330 ° C.
Температура спотворення тепла зазвичай перевищує 260 градусів і може використовуватися в діапазоні температур 180 ~ 220 ° C. PPS - одна з найкращих термостійких різновидів в технічній пластмасі.
Поліетеретеркетон (англ. Poly-ether-ether-ketone, коротше PEEK) - це високий полімер, що складається з повторюваної одиниці, що містить кетоновий зв’язок і два ефірні зв’язки в основній ланцюговій структурі, і є спеціальним полімерним матеріалом. Він має такі фізико-хімічні властивості, як стійкість до високих температур та стійкість до хімічної корозії. Це різновид напівкристалічного полімерного матеріалу з температурою плавлення 334 ° C, температурою розм'якшення 168 ° C і міцністю на розрив 132-148 МПа. Його можна використовувати як стійкий до високих температур конструкційний матеріал та електроізоляційний матеріал. Арматурний матеріал може бути приготований шляхом компаундування зі скловолокном або вуглецевим волокном. Зазвичай використовують тип полімерного поліефірного ефіру, отриманий конденсацією з ароматичним двоатомним фенолом.
PEEK має чудову термостійкість та стійкість до високих температур. Його можна довго використовувати при температурі 250 ° C. Миттєва температура може досягати 300 ° C. Він має високу жорсткість, стабільність розмірів і малий коефіцієнт лінійного розширення. Він близький до металевого алюмінію. PEEK має хорошу хімічну стабільність. Він має сильну корозійну стійкість до дії кислот, лугів та майже всіх органічних розчинників, а також має властивості антипірену та радіаційної стійкості. PEEK має чудову стійкість до ковзаючого зносу та зношування, особливо при 250 ° C. Висока зносостійкість і низький коефіцієнт тертя; крім того, PEEK легко видавлювати та лити під тиском.
Бісмалеймід (ІМТ) - це інший тип смоляної системи, отриманий із системи поліімідної смоли. Це біфункціональна сполука з малеїмідом (ІМ) як активною кінцевою групою. Подібну текучість і формуваність можна обробити тим же загальним методом, що і епоксидна смола, яка долає недоліки відносно низької термостійкості епоксидної смоли. Тому він швидко розвивався та широко використовувався протягом останніх двох десятиліть. .
ІМТ містить бензольне кільце, імідне гетероциклічне кільце і високу щільність зшивання, завдяки чому затверділий продукт має чудову термостійкість, а його Tg зазвичай перевищує 250 ° C, а діапазон температур використання становить від 177 ° C до 232 ° C. Етилендіамін в аліфатичному ІМТ є найбільш стабільним, і температура термічного розкладання (Td) зменшуватиметься із збільшенням кількості метиленових груп. Td ароматичного ІМТ, як правило, вищий, ніж Td аліфатичного ІМТ, з яких 2,4. Td діамінобензолів вище, ніж у інших типів. Крім того, Td має тісний взаємозв'язок із щільністю зшивання, а Td збільшується зі збільшенням щільності зшивання в певному діапазоні.
Фуранова смола - загальний термін для смол, вироблених із стеринів та фурфуралів із фурановими кільцями в якості сировини. Він затвердіває до нерозчинних та легкоплавких твердих речовин під дією сильних кислот. Типи - це стеролові смоли, фурфурольні смоли, флуоренонові смоли, флуоренонові - формальдегідні смоли та ін.
Це кільце - кільце фурана
Термостійкий матеріал з армованого скловолокном композитного матеріалу має вищу термостійкість, ніж загальнозміщений композитний матеріал з армованого скловолокном, і може використовуватися протягом тривалого часу при температурі близько 150 ° C.
Ціанатна смола - це новий тип термореактивних смол з двома або більше ціанатними функціональними групами (-OCN) у молекулярній структурі, розробленій у 1960-х роках. Його молекулярна структура: NCO-R-OCN; Ефір ціанатної смоли також називають смолою триазину А, повна назва англійською мовою - смола триазину А, смола ТА, смола ціанату, скорочено CE.
Ефір ціанату CE має чудові високотемпературні механічні властивості, вищу міцність на вигин і міцність на розрив, ніж біфункціональна епоксидна смола; дуже низьке водопоглинання (<1,5%); низька усадка під тиском, хороша стабільність розмірів; термостійкість Хороші властивості, температура склування 240 ~ 260 ° C, до 400 ° C, може бути затверділа при 170 ° C після модифікації; стійкість до тепла та вологості, вогнестійкість, адгезія дуже хороша, а скловолокно, вуглецеве волокно, кварцове волокно Армуючі матеріали, такі як вуса, мають хороші зв’язуючі властивості; відмінні електричні властивості, надзвичайно низька діелектрична проникність (2,8 ~ 3,2) та тангенс діелектричних втрат (0,002 ~ 0,008), а також діелектричні властивості в залежності від температури та частоти електромагнітних хвиль. Зміни демонструють унікальну стабільність (тобто мають широкосмуговий діапазон).
Поліарилетинілові (ПАА) смоли - це клас високоефективних полімерів, що утворюються шляхом аддиційної полімеризації ароматичних вуглеводнів етинілу. Це ідеальний матеріал для армованих волокнами стійких до абляції високовуглецевих смол і широко використовується в аерокосмічних матеріалах, таких як ракетні форсунки та форсунки ракетних двигунів.
Так звана висока температура - умовно кажучи. Загалом, термостійкість композиційного матеріалу на основі смоли дещо поступається стійкості композиційних матеріалів, таких як матеріали на основі металів та кераміки. Однак найбільша привабливість композиційних матеріалів полягає в їх призначеності. Завдяки розумному проектуванню та формуванню вони можуть розвинути свої сильні сторони та уникнути слабких сторін.
Жоден матеріал не є ідеальним, не ідеальним, тому є місце для вдосконалення. У майбутньому спільними зусиллями багатьох практиків з’явиться більше нових матеріалів, і композиційні матеріали на основі полімерів, безумовно, відіграватимуть більшу роль.
Технології рухають соціальний розвиток, а матеріали змінюють світ!
Попередній:Листи CFRTP: легкі, високоміцні композити
